Question

4．（1）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，由于金屬絲直徑很小，不能使用普通刻度尺，應使用螺旋測微器．螺旋測微器的精確度為mm，用螺旋測微器測量某金屬絲直徑時的刻度位置如圖1所示，從圖中讀出金屬絲的直徑為0.640mm．
（2）如果測出金屬絲接入電路的長度l、直徑d和金屬絲接入電路時的電流I和其兩端的電壓U，就可求出金屬絲的電阻率．用以上實驗中直接測出的物理量來表示電阻率，其表達式為ρ=$\frac{πUipwfhty^{2}}{4Il}$．
（3）在此實驗中，金屬絲的電阻大約為4Ω，在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，選用了如下實驗器材：
A．直流電源：電動勢約4.5V，內阻不計；
B．電流表A：量程0～0.6A，內阻約0.125Ω；
C．電壓表V：量程0～3V，內阻約3kΩ；
D．滑動變阻器R：最大阻值10Ω；
E．開關、導線等．
在以下可供選擇的實驗電路中，應該選圖2中的甲（填“甲”或“乙”），選擇的接法為外接法（填“內”或“外”），此接法測得的電阻值將小于（填“大于”、“小于”或“等于”）被測電阻的實際阻值．

（4）根據所選量程，某次實驗兩電表的示數如圖3，則讀數分別為2.15V和0.16A．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度的示數之和是螺旋測微器示數．
（2）應用歐姆定律與電阻定律可以求出電阻率的表達式．
（3）根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表的接法，然后根據電路圖應用歐姆定律分析實驗誤差．
（4）根據電表量程確定其分度值，然后讀出其示數．

解答 解：（1）螺旋測微器可動刻度分度值為0.01mm，由圖示螺旋測微器可知，其示數為0.5mm+14.0×0.01mm=0.640mm．
（2）由歐姆定律可知：R=$\frac{U}{I}$，由電阻定律可知：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\fracobeluee{2}）^{2}}$，解得：ρ=$\frac{πUyilxels^{2}}{4Il}$；
（3）待測電阻阻值約為4Ω，由題意可知，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，應選擇圖甲所示電路，
電流表采用外界法，由于電壓表的分流作用，所測電流偏大，由歐姆定律可知，電阻的測量值小于真實值．
（4）電壓表量程為3V，由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數為2.15V；
電流表量程為0.6A，其分度值為0.02A，示數為0.16A；
故答案為：（1）0.640；（2）$\frac{πUnuzenta^{2}}{4Il}$；（3）甲；外；小于；（4）2.15；0.16．

點評 本題考查了螺旋測微器、電壓表與電流表讀數、求金屬絲電阻率表達式、選擇電路等問題，是實驗的常考問題，一定要掌握；對電表讀數時，要先確定其量程與分度值，然后根據指針位置讀數，讀數時視線要與刻度線垂直．