Question

2．實(shí)驗(yàn)室購(gòu)進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管，已知這批電磁螺線管使用的金屬絲的電阻率ρ=1.7×10^-8Ω•m．課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度．他們選擇了電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器（千分尺）、導(dǎo)線和學(xué)生電源等．
①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)從圖（a）的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇D電路來(lái)測(cè)量金屬絲電阻；

②．他們使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖（b）所示，金屬絲的直徑為0.262mm；
③．根據(jù)電路測(cè)得的金屬絲的電阻值為4Ω，則可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為13m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度，由電阻定律已知電阻率、電阻及橫截面積，則可求出金屬絲的長(zhǎng)度．同時(shí)運(yùn)用伏安法電流表外接法，變阻器分壓式來(lái)測(cè)量金屬絲的電阻，從而即可求解．

解答 解：①由于金屬絲的電阻較小，則選擇電流表外接法．并為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，且在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，所以變阻器要選擇分壓式接法，故選D；
②螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是由固定刻度與旋轉(zhuǎn)刻度組合，且最后加上估計(jì)值而成．0+26.2×0.01mm=0.262mm 最后估計(jì)值為±0.002mm，所以讀數(shù)為0.262 mm （0.260-0.264mm均可）
③由R=ρ$\frac{L}{S}$
得L=$\frac{RS}{ρ}$=$\frac{4π×（0.13×1{0}^{-3}）^{2}}{1.7×1{0}^{-8}}$m=12.5m 由于結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，所以為：13m；
故答案為：①D；②0.262；③13．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源，會(huì)用電阻定律列式計(jì)算；