Question

11．某同學在“測定金屬的電阻率”的實驗中，主要步驟如下：
①用多用電表粗略測量金屬絲的電阻值；
②用米尺測量金屬絲的有效長度L；
③用螺旋測微器測量金屬絲直徑d；
④用伏安法測量該金屬絲的電阻；
⑤根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計算金屬絲電阻率的表達式．
根據(jù)題目要求完成下列問題：

（1）步驟③中測量金屬絲直徑如圖1所示，則d=0.680mm．
（2）步驟④中為了盡可能準確地測量，要使金屬絲兩端電壓從零開始變化，電壓表用0～3V量程，電流表用0～0.6A量程（內阻約為10Ω），且采用電流表外接法，請在圖2實物圖上用筆畫線代替導線把電路按要求連接好．
（3）步驟⑤中用測得的金屬絲長度L、直徑d、金屬絲兩端電壓U、流過金屬絲的電流I，計算金屬電阻率，其表達式為ρ=$\frac{πUr3jxrdp^{2}}{4IL}$．（用L、d、U、I表示）
（4）步驟④中之所以采用所述方案，是因為該同學在步驟①中已用多用電表粗略測量其阻值，可供選擇的操作步驟如下（機械調零已經完成）：
A．觀察指針位置，讀出電阻阻值    
B．將兩表筆直接接觸，進行調零
C．把兩表筆與電阻兩端接觸：
D．將選擇開關扳到歐姆擋“×100”處
E．將選擇開關旋到OFF檔        
F．將選擇開關扳到歐姆擋“×1”處
請在上述操作中選擇需要的步驟并寫出合理的順序：FBCAE．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；
（2）根據(jù)實驗要求連接實物圖即可；
（3）應用電阻定律可以推導出金屬的電阻率；
（4）歐姆表測電阻的步驟是先用選擇開關選擇倍率、歐姆表調零、開始測量、讀出電阻值、最后將歐姆表選擇開關旋至OFF檔或交流電壓最高檔；

解答 解：（1）螺旋測微器的固定刻度為0.5mm，可動刻度為18.0×0.01mm=0.180mm，所以最終讀數(shù)為：0.5mm+0.180mm=0.680mm；
（2）要使金屬絲兩端電壓從零開始變化，則滑動變阻器采用分壓式接法，電壓表用0～3V量程，電流表用0～0.6A量程（內阻約為10Ω），且采用電流表外接法，連接實物圖如圖所示；

（3）由$R=\frac{ρL}{S}$；金屬絲橫截面積$S=π（\fracjbhdh1n{2}）^{2}$，歐姆定律可得$R=\frac{U}{I}$，解得ρ=$\frac{πUzjfbxp1^{2}}{4IL}$；
（4）多用表中利用歐姆表測電阻的步驟是先用選擇開關選擇倍率、歐姆表調零、開始測量、讀出電阻值、最后將歐姆表選擇開關旋至OFF檔或交流電壓最高檔；由于步驟④采用電流表外接法，說明金屬絲電阻較小，選用歐姆表×1倍率即可；故實驗的合理順序是：FBCAE；
故答案為：（1）0.680；（2）如上圖所示；（3）$\frac{πUddrp1rv^{2}}{4IL}$；（4）FBCAE．

點評 螺旋測微器固定刻度與可動刻度的示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)，對螺旋測微器讀數(shù)時要注意估讀；在測量金屬絲的電阻時，首先要考慮安全，其次準確，最后操作方便，連接實物圖時注意正負極不要接反；熟練掌握多用表的使用，不管測量電流、電壓還是電阻都需要進行機械調零，而測量電阻時多了一個步驟：歐姆調零，而且換一個倍率要重新進行歐姆調零，這里特別容易忘記．