Question

11．要測一段阻值大約為5Ω的均勻金屬絲的電阻率．除米尺、螺旋測微器、電源E（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約0.5Ω）、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干外，電流表和電壓表各兩只供選擇：A₁（量程lA，內(nèi)阻約1Ω），A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約2Ω），V₁（量程3.0V，內(nèi)阻約1000Ω），V₂（量程15V，內(nèi)阻約3000Ω）．

①用螺旋測微器測金屬絲的直徑d，如圖1所示，則d=0.850mm．
②為了使測量有盡可能高的精度，電流表應(yīng)選A₂，電壓表應(yīng)選V₁．
③實(shí)驗(yàn)電路實(shí)物連線已經(jīng)連了一部分，如圖2所示，但尚未完整，請(qǐng)將該電路完整地連接好．（R_x表示待測金屬絲）
④若用米尺測得金屬絲的長度為L，用螺旋測微器測得金屬絲直徑為d，電流表的讀數(shù)為I，電壓表讀數(shù)為U，則該金屬絲的電阻率：ρ=$\frac{πfpz51zr^{2}U}{4IL}$．

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(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；
②選擇電表時(shí)，要做指針偏轉(zhuǎn)要大一些，在其中間刻度的三分之一范圍內(nèi)比較準(zhǔn)確；
③由于待測電阻較小，因此電流表采用外接法，根滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，由此可連接電路圖；
④根據(jù)歐姆定律求出金屬絲電阻，有電阻定律可以求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：①螺旋測微器的固定部分讀數(shù)為：0.5mm，可動(dòng)部分讀數(shù)為：35.0×0.01mm=0.350mm，故最后讀數(shù)為：0.5mm+0.350mm=0.850mm．
故答案為：0.850．
②因電源E（電動(dòng)勢(shì)3V），因此電壓表選擇V₁，
而金屬絲電阻約為5Ω，則最大電流I=$\frac{3}{5}$A=0.6A，因此電流表選擇A₂．
故答案為：A₂，V₁．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{5}{2}＜\frac{{R}_{V}}{R}=\frac{1000}{5}=200$；所以電流外采用外接法；
滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω，而金屬絲電阻約為5Ω，因此采用滑動(dòng)變阻器的分壓式，
則設(shè)計(jì)的電路圖為：

根據(jù)電表的量程，及正負(fù)極，連接實(shí)物圖，如下所示：

④根據(jù)歐姆定律得：R=$\frac{U}{I}$
根據(jù)電阻定律得：ρ=$\frac{RS}{L}$．
故有：ρ=$\frac{πhhp7mhv^{2}U}{4IL}$．
故答案為：
①0.850；②A₂，V₁．
③如上實(shí)物圖所示；  ④$\frac{πgr6dr8p^{2}U}{4IL}$．

點(diǎn)評(píng) 在測量金屬絲的電阻時(shí)，首先要考慮安全，其次準(zhǔn)確，最后操作方便，在該實(shí)驗(yàn)中同時(shí)注意選擇滑動(dòng)變阻器的分壓和限流接法以及電流表的內(nèi)接和外接法．