Question

1．某學(xué)習(xí)下組要測量儀金屬電阻絲的電阻率．
（1）用螺旋測微器測金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，該電阻絲直徑的測量值d=0.185mm．
（2）先用多用電表粗測其電阻，選擇多用電表“×1”倍率的電阻擋；在進(jìn)行歐姆調(diào)零后，將表筆分別與電阻的兩端連接，示數(shù)如圖2所示，結(jié)果為18Ω．
（3）現(xiàn)用以下實驗器材精確測量其電阻：
A．電壓表V₁（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）
B．電壓表V₂（量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ）
C．電流表A₁（量程0～150mA，內(nèi)阻約為0.5Ω）
D．電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為10Ω）
E．滑動變阻器R₁（阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流0.2A）
F．滑動變阻器R₂（阻值范圍0～20Ω，允許最大電流1.0A）
G．電池組（電動勢3V，內(nèi)阻約為0.5Ω）
H．開關(guān)一個和導(dǎo)線若干
①如果決定采用分壓法調(diào)節(jié)電路，為了準(zhǔn)確地測量出電阻絲的電阻，電壓表選B，電流表選C，滑動變阻器選F．（只需填寫器材前面的字母）
②根據(jù)所選的原件，畫出測量的電路圖，并標(biāo)出所用元件的符號．
（4）利用測量數(shù)據(jù)描點(diǎn)作出U-L圖線，并求得圖線的斜率為k，則用電阻絲的直徑d，電流I和斜率k表示電阻絲的電阻率ρ=$\frac{kπquxgksx^{2}}{4I}$．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
（2）根據(jù)電阻值等于倍率乘上示數(shù)即可；
（3）根據(jù)電壓表量程選擇電源，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，在保證電路安全的前提下，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
根據(jù)電阻定律和歐姆定律求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0mm，可動刻度示數(shù)為18.5×0.01mm=0.185mm，螺旋測微器示數(shù)為0mm+0.185mm=0.185mm．
（2）應(yīng)選擇多用電表×1倍率的電阻檔，結(jié)果為18Ω；
（3）
電源電壓為3V，所以電壓表選擇B，電路最大電流約為I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{3}{18+0.5}$=0.16A，所以電流表選擇C，為方便實驗操作，滑動變阻器的范圍不能過大，應(yīng)選F；
根據(jù)所測電阻值的平方小于電壓表與電流表內(nèi)阻的乘積，因此電流表外接法，
根據(jù)所測電阻的阻值，則滑動變阻器應(yīng)該限流式接法，正確接法如圖所示：
根據(jù)歐姆定律得：U=IR
根據(jù)電阻定律得：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracu8vyh2d{2}）^{2}}$
聯(lián)立解得：U=$\frac{4ρIL}{π8owb2x8^{2}}$
則斜率k=$\frac{4ρI}{πw13ubjn^{2}}$
解得：ρ=$\frac{kπlmxcgnw^{2}}{4I}$
故答案為：（1）0.185；（2）18；（3）①B，C，F(xiàn)；②如上圖所示；（4）$\frac{kπcgjsxgi^{2}}{4I}$．

點(diǎn)評 測量電阻最基本的原理是伏安法，電路可分為測量電路和控制電路兩部分設(shè)計．測量電路要求精確，誤差小，可根據(jù)電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數(shù)關(guān)系，選擇電流表內(nèi)、外接法．控制電路關(guān)鍵是變阻器的分壓式接法或限流式接法．