Question

11．在練習(xí)使用多用電表時(shí)，一個(gè)小組對(duì)畫(huà)圖鉛筆產(chǎn)生了興趣，于是設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定鉛筆芯的電阻率的新實(shí)驗(yàn)方案，其具體步驟如下：
A．將鉛筆縱向剖開(kāi)，用螺旋測(cè)微器測(cè)出鉛筆芯直徑D，然后用金屬夾子夾住鉛筆芯兩端并連入如圖1所示電路
B．閉合電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表示數(shù)為I，以后維持該電流不變
C．將多用電表調(diào)到歐姆擋，用兩只表筆接觸連入點(diǎn)粗測(cè)鉛筆芯連入電路部分的電阻
D．將多用電表調(diào)到直流電壓檔，根據(jù)上述電流和電壓選擇合適的量程
E．將紅黑表筆分別與鉛筆芯的不同部位接觸（如上圖2所示），用毫米刻度尺測(cè)量?jī)蓚�(gè)接觸點(diǎn)間的距離L，并讀出電壓U
F．改變觸點(diǎn)位置，多次測(cè)量距離和電壓

①上述步驟中，有一步存在明顯的操作失誤，該步驟是C（填步驟前的字母）并試著寫(xiě)出一項(xiàng)失誤之處歐姆表?yè)Q擋后沒(méi)有進(jìn)行歐姆調(diào)零 
②為了提高實(shí)驗(yàn)精度，該小組采用作圖法來(lái)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)椐，他們以電壓為U縱軸，距離L為橫軸描點(diǎn)作圖，并用直線擬合，測(cè)出斜率K，則鉛筆芯的電阻率表達(dá)式應(yīng)為$\frac{kπ{D}^{2}}{4I}$（用k、I、D表示）
③實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中電流表讀數(shù)隨距離L的不同有細(xì)微的變化，經(jīng)分析應(yīng)該是電壓表分流導(dǎo)致的，則隨L變大，電流表讀數(shù)應(yīng)該略微變大（填“變大”或者“變小”）

Answer 1

分析 ①使用歐姆表測(cè)電阻，選擇倍率后要進(jìn)行歐姆調(diào)零，用歐姆表測(cè)電阻時(shí)待測(cè)電阻要與其它電路斷開(kāi)；
②根據(jù)歐姆定律與電阻定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后求出電阻率表達(dá)式；
③根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．

解答 解：①由實(shí)驗(yàn)步驟可知，存在失誤的實(shí)驗(yàn)步驟是：C，歐姆表?yè)Q擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零；用多用電表歐姆檔測(cè)電阻時(shí)待測(cè)電阻應(yīng)與其它電路斷開(kāi)，不能帶電測(cè)量；
②由歐姆定律與電阻定律可知，電壓表示數(shù)：U=IR=Iρ$\frac{L}{S}$=Iρ$\frac{L}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$=$\frac{4Iρ}{π{D}^{2}}$L，則U-L圖象的斜率：k=$\frac{4Iρ}{π{D}^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{kπ{D}^{2}}{4I}$；
③電壓表與鉛筆芯并聯(lián)，鉛筆芯長(zhǎng)度L越大，鉛筆芯兩端電壓越大，電壓表兩端電壓越大，通過(guò)電壓表的電流越大，電流表示數(shù)是通過(guò)鉛筆芯的電流與通過(guò)電壓表電流之和，由于通過(guò)電壓表的電流增大，則電流表示數(shù)變大；
故答案為：①C；歐姆表?yè)Q擋后沒(méi)有進(jìn)行歐姆調(diào)零；②$\frac{kπ{D}^{2}}{4I}$；③變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求電阻率的表達(dá)式、分析電流表示數(shù)如何變化；掌握實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、由于并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律、電阻定律可以解題；求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是求出電阻的前提與關(guān)鍵．