Question

14．如圖所示，甲圖為一段粗細(xì)均勻的新型導(dǎo)電材料棒，現(xiàn)測(cè)量該材料的電阻率．
（1）首先用螺旋測(cè)微器測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)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(dǎo)線(xiàn)若干
用伏安法測(cè)定導(dǎo)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(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖
（5）如果實(shí)驗(yàn)中電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，并測(cè)出該棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、直徑為d，則該材料的電阻率ρ=$\frac{πUx1njllb^{2}}{4IL}$（用測(cè)出的物理量的符號(hào)表示）

Answer 1

分析 （2）歐姆表讀數(shù)=表盤(pán)讀數(shù)×倍率；
（3、4）計(jì)算出電路中的電流和電壓，然后在不超過(guò)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(cè)量范圍，故滑動(dòng)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(huà)出實(shí)驗(yàn)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(pán)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(cè)電阻阻值為200Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)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(yīng)采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)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 $\frac{L}{S}$=$ρ\frac{L}{π（\frac3thbf1n{2}）^{2}}$…②
整理得：ρ=$\frac{πUffv7hth^{2}}{4IL}$
故答案為：（2）200，（3）A₁，V₁，（4）如圖所示；（5）$\frac{πU3fnb5bt^{2}}{4IL}$

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是：（1）會(huì)讀歐姆表的讀數(shù)；（2）明確伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)原理和誤差來(lái)源，能夠選擇合適的連接方法減小誤差