Question

14．如圖所示，甲圖為一段粗細均勻的新型導電材料棒，現(xiàn)測量該材料的電阻率．
（1）首先用螺旋測微器測量該材料的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，則d=0.740mm．
（2）再用多用電表的歐姆檔（倍率為×10）粗測其電阻，指針位置如圖丙所示，其讀數(shù)R=200Ω

（3）然后用以下器材用伏安法盡可能精確地測量其電阻：
A．電流表A₁：量程為200mA，內(nèi)阻約為0.1Ω
B．電流表A₂：量程為3A，內(nèi)阻約為0.05Ω
C．電壓表V₁：量程為3V，內(nèi)阻約為3kΩ
D．電壓表V₂：量程為15V，內(nèi)阻約為4kΩ
E．滑動變阻器R₁：最大阻值為20Ω，額定電流1A
F．低壓直流電源：電壓6V，內(nèi)阻忽略
G．電鍵K，導線若干
用伏安法測定導電材料棒的電阻，所選電流表為A₁ （填“A₁”或“A₂”），所選電壓表為V₁ （填“V₁”或“V₂”）
（4）在如圖丁的方框中畫出實驗電路圖
（5）如果實驗中電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，并測出該棒的長度為L、直徑為d，則該材料的電阻率ρ=$\frac{πUkeq68ec^{2}}{4IL}$（用測出的物理量的符號表示）

Answer 1

分析 （2）歐姆表讀數(shù)=表盤讀數(shù)×倍率；
（3、4）計算出電路中的電流和電壓，然后在不超過量程的前提下，盡量選擇電流表和電壓表的小量程；
需要較大的電壓測量范圍，故滑動變阻器采用分壓式接法；由于電阻值較大，“大外小內(nèi)”，需要選擇安培表內(nèi)接法，畫出實驗電路圖；
（5）根據(jù)歐姆定律和電阻定律列式后聯(lián)立求解即可．

解答 解：（2）歐姆表讀數(shù)=表盤讀數(shù)×倍率=20×10Ω=200Ω
（3）電路中最大電流${I}_{max}=\frac{E}{R}=\frac{6}{200}=0.03A=30mA$，則電流表選擇A₁，
最大電壓為6V，所以電壓表選擇V₁；
（4）待測電阻阻值為200Ω，滑動變阻器最大阻值為20Ω，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法，$\frac{R}{{R}_{A}}=\frac{200}{0.1}$=2000，$\frac{{R}_{V}}{R}=\frac{3000}{200}$=15，$\frac{R}{{R}_{A}}＞\frac{{R}_{V}}{R}$，則電流表應采用內(nèi)接法，實驗電路圖如圖所示；
（5）根據(jù)歐姆定律R=$\frac{U}{I}$…①
根據(jù)電阻定律R=ρ $\frac{L}{S}$=$ρ\frac{L}{π（\fracuqos6ec{2}）^{2}}$…②
整理得：ρ=$\frac{πUaoy8sy8^{2}}{4IL}$
故答案為：（2）200，（3）A₁，V₁，（4）如圖所示；（5）$\frac{πU4eywoi6^{2}}{4IL}$

點評 本題關鍵是：（1）會讀歐姆表的讀數(shù)；（2）明確伏安法測電阻的實驗原理和誤差來源，能夠選擇合適的連接方法減小誤差