Question

3．在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)電阻絲阻值約為4Ω．

①用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑d．其中一次測(cè)量結(jié)果如圖1所示，圖中讀數(shù)為d=0.855mm．     
②為了測(cè)量電阻絲的電阻R，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，還有以下一些器材可供選擇：
電壓表V，量程3V，內(nèi)阻約3kΩ
電流表A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
電流表A₂，量程100μA，內(nèi)阻約2000Ω
滑動(dòng)變阻器R₁，0～1750Ω，額定電流0.3A
滑動(dòng)變阻器R₂，0～50Ω，額定電流1A
電源E₁（電動(dòng)勢(shì)為1.5V，內(nèi)阻約為0.5Ω）
電源E₂（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1.2Ω）
為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表A₁，滑動(dòng)變阻器R₂，電源E₂．（填器材的符號(hào)）
③請(qǐng)?jiān)趫D2的方框圖中畫出測(cè)量電阻絲的電阻應(yīng)采用的電路圖，（滑動(dòng)變阻器用分壓接法）并在圖中標(biāo)明所選器材的符號(hào)．
④請(qǐng)根據(jù)電路圖，在圖3所給的實(shí)物圖中畫出連線．
⑤用測(cè)量量表示計(jì)算材料電阻率的公式是ρ=$\frac{πUqhxoxog^{2}}{4Il}$（已用刻度尺測(cè)量出接入電路中的金屬導(dǎo)線的有效長度為l）．

Answer 1

分析 ①螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)．
②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(dòng)變阻器．
③確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖．
④根據(jù)電路圖作出實(shí)物電路圖．
⑤根據(jù)電阻定律求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：①由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為0.5mm+0.355mm=0.855mm．
②電壓表量程是3V，電源應(yīng)選E₂（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1.2Ω），
電路最大電流約為I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{3}{4+1.2}$≈0.58A，電流表應(yīng)選A₁，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂，0～50Ω，額定電流1A．
③滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，滑動(dòng)變阻器可以采用限流接法，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{4}{0.2}$=20，
$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000}{4}$=750，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
④根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，如圖所示．
⑤由歐姆定律得，電阻阻值R=$\frac{U}{I}$，由電阻定律得：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\fraccrulo9g{2}）^{2}}$，
解得：ρ=$\frac{πUyxumtgo^{2}}{4Il}$
故答案為：①0.855；②A₁，R₂，E₂；③實(shí)驗(yàn)電路如左圖所示；④實(shí)物電路圖如上圖所示；⑤$\frac{πUmliqcow^{2}}{4Il}$．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器既可以采用分壓接法，也可以采用限流接法，注意電路圖設(shè)計(jì)原理，及連接實(shí)物圖的量程與極性．