Question

3．小聰家裝修新房，他爸爸購買了一捆標稱長度為100m的“黑馬牌”BV2.5型的銅導線（BV是國家標準代號，BV2.5，代表單芯銅質護套線，橫截面積為2.5mm²）．他想拿到學校實驗室測量其電阻率，從而判斷內芯材質是否符合標準．他從網上查閱資料得知，銅導線含雜質（導電性能一般比銅差）越多、退火程度越差、保存狀態(tài)不好（如銅線氧化等），電阻率越大．同時查得20℃時這種銅的電阻率為1.75×10^-8Ω•m，再利用圖甲所示的電路測出銅導線的電阻R₀，從而確定銅導線的實際電阻率（已知實驗室當時的溫度為20℃）．
可供使用的器材有：
電流表：量程0.6A，內阻約0.2Ω；
電壓表：量程為3V，內阻約9kΩ；
滑動變阻器R₁：最大阻值3Ω；
滑動變阻器R₂：最大阻值20Ω；
定值電阻：R₀=3Ω；
電源：電動勢6V，內阻不計；開關、導線若干．

回答下列問題：
（1）實驗中滑動變阻器應選R₂（填“R₁”或“R₂”），閉合開關S前應將滑片移至a端（填“a”或“b”）；
（2）在實物圖中，已正確連接了部分導線，請根據圖甲電路完成剩余部分的連接；
（3）調節(jié)滑動變阻器，當電流表的讀數為0.50A時，電壓表的示數如圖乙所示，讀數為1.90V；
（4）導線實際電阻率為2.00×10^-8Ω•m（保留3位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）本實驗采用限流法測電阻，所以滑動變阻器的最大阻值應為R₀和R_x總阻值的4倍以上，閉合開關S前應將滑片移至阻值最大處；
（2）根據實驗電路圖，連接實物圖；
（3）根據圖乙讀出電壓，注意估讀；
（4）根據歐姆定律及電阻定律即可求解．

解答 解：（1）本實驗采用限流法測電阻，所以滑動變阻器的最大阻值應為R₀和R_x總阻值的4倍以上，R₀=3Ω，所以滑動變阻器選R₂，閉合開關S前應將滑片移至阻值最大處，即a處；
（2）根據實驗電路圖，連接實物圖，如圖所示：

（3）根據圖乙讀出電壓U=1.90V，
（4）根據歐姆定律得：R₀+R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.90}{0.5}$=3.8Ω
解得：R_x=0.8Ω
根據電阻定律得：
R_x=ρ$\frac{L}{S}$
解得：ρ=$\frac{{R}_{x}S}{L}$=$\frac{0.8×2.5×1{0}^{-6}}{100}$=2.00×10^-8Ω•m；
故答案為：（1）R₂，a；
（2）如圖：
（3）1.90（1.89、1.91均正確）；
（4）2.00×10^-8．

點評 本題主要考查了電學元件選取原則和歐姆定律及電阻定律的直接應用，能根據電路圖連接實物圖，難度適中．