Question

20．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖所示；金屬絲的電阻大約為400Ω．先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
①?gòu)膱D中讀出金屬絲的直徑d為0.520mm．
②在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
直流電源：電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻很��；
電流表A₁：量程0～6mA，內(nèi)阻約為10Ω；
電流表A₂：量程0～30mA，內(nèi)阻約2Ω；
電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；
滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值20Ω；
滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值200Ω；
開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等．
在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是A₁，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₁．
③根據(jù)所選的器材，在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
④若按照以上電路圖測(cè)出電流值為I，電壓值為U，金屬絲長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則用公式算出的電阻率與真實(shí)值相比，偏大（填”偏大”“偏小””相等”）．

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)微器示數(shù)．
（2）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表接法，然后作出電路圖．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用電阻定律求出金屬材料的電阻率．

解答 解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度讀數(shù)：0.5mm；可動(dòng)刻度讀數(shù)0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋測(cè)微器讀數(shù)為：0.520mm；
（2）為減小讀數(shù)誤差，選小量程電流表，故選電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；為保證電路安全和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E，即滑動(dòng)變阻器R₁；
（3）為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器分壓接法，由題意知，金屬絲電阻較大，電流內(nèi)阻較��；故電流表采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；

（4）根據(jù)電阻定律R=$\frac{ρL}{S}$，
則有公式ρ=$\frac{π39rfjpp^{2}U}{4IL}$，因電壓表的值偏大，則導(dǎo)致電阻率偏大，算出的電阻率比真實(shí)值偏大；
故答案為：①0.520；②A₁；R₁③電路圖如圖所示；④偏大

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：（1）用伏安法測(cè)電阻時(shí)安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對(duì)于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對(duì)于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測(cè)量范圍時(shí)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．