Question

18．在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)，待側(cè)金屬接入電路部分的長度約為50cm．
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)應(yīng)為0.395～0.399mm．（該值接近多次測量的平均值）
（2）用伏安法測量電阻絲的電阻R_x．實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內(nèi)阻1Ω），電流表（內(nèi)阻0.1Ω），電壓表（內(nèi)阻約3kΩ），滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A），開關(guān)，導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由以上實驗數(shù)據(jù)可知：他們測量R_x是采用圖2中的甲圖（選填“甲”或“乙”）．

（3）這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖3所示．圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點，請在圖4中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的3個坐標(biāo)點，并描繪出U-I圖線，由圖線得出金屬絲的阻值R=4.5Ω（保留2位有效數(shù)字）．
（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為C．
A.1×10^-2Ω•m   B.1×10^-3Ω•m     C.1×10^-6Ω•m   D.1×10^-8Ω•m．

Answer 1

分析 （1）關(guān)于螺旋測微器的讀數(shù)，要先讀出固定刻度，再讀出可動刻度，然后相加即可得出結(jié)果．
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)比較電壓表、電流表和被測電阻的阻值關(guān)系，確定可采取的電路．
（3）根據(jù)圖上所標(biāo)的點，做出U--I圖線，從而可得出電阻值
（4）把以上數(shù)據(jù)代入電阻定律，可得出結(jié)果

解答 解：（1）固定刻度讀數(shù)為0，可動刻度讀數(shù)為39.7，所測長度為0+39.7×0.01=0.397mm
（0.395～0.399）
（2）由記錄數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻R_x約5Ω．則有R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，屬于小電阻，用外接法測量誤差小，由（3）知是用伏安特性曲線來測量電阻的，就要求電壓電流從接近0開始調(diào)節(jié)，所以應(yīng)該采用分壓接法故選甲．
（3）描繪出第2、4、6三個點后可見第6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點誤差太大舍去，然后出U-I圖線．如右圖所示；其中第4次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點在描繪出的U-I圖線上，有：
R_x=$\frac{1.00}{0.220}$=4.5Ω
（4）根據(jù)電阻定律R=ρ$\frac{L}{S}$，得ρ=R$\frac{S}{L}$，
代入數(shù)據(jù)可計算出ρ=1×10^-6Ω•m，故選：C．
故答案為：（1）0.395～0.399；（2）甲；（3）如圖所示，4.5；（4）C．

點評 該題是綜合性較強的題，解答時注意一下幾方面：
1、對于長度的測量注意高中所要求的游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用方法，讀書時是固定刻度的值與可動刻度的值得和．
2、會根據(jù)電壓表、電流表及被測電阻的阻值關(guān)系，確定電流表是內(nèi)接還是外接．
3、實物連接時，注意導(dǎo)線不能相交叉，并且要注意閉合電建時，分壓電路的輸出端電壓要為零．
4、會用電阻定律來求解導(dǎo)線的電阻率