Question

2．如圖甲為某同學(xué)測量金屬絲電阻率ρ的實(shí)驗(yàn)電路圖，R₀為保護(hù)電阻，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下，請(qǐng)完成相關(guān)內(nèi)容

①用螺旋測微器測金屬絲的直徑d如圖乙示，可讀出d=0.400 mm
②將P移到金屬絲某一位置x₁，閉合單刀雙擲開關(guān)接位a，記下電流表讀數(shù)I₁，保持P位置不變，將單刀雙擲開關(guān)接位置b，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電流表讀數(shù)為I₁（選填“$\frac{{I}_{1}}{2}$，I₁，2I₁”），讀出電阻箱讀數(shù)，金屬絲電阻R₁等于此時(shí)電阻箱阻值，并測出此時(shí)金屬絲接入電路MP部分長度x₁值．
③將P移到金屬絲另一位置x₂，用同樣方法測出金屬絲接入電路電阻R₂值和接入電路長度x₂值，重復(fù)步驟②多次，得出多組R和x的值，并畫出R-x的關(guān)系圖如圖丙所示
④根據(jù)R-x的關(guān)系圖線，求得斜率k為32Ω/m（保留3位有效數(shù)字）．
⑤寫出金屬絲電阻率表達(dá)式ρ=$\frac{1}{4}$πKd²（用d，k表示）．

Answer 1

分析 ①螺旋測微器讀數(shù)時(shí)先讀固定部分，再讀出轉(zhuǎn)動(dòng)部分，用固定部分加上轉(zhuǎn)動(dòng)部分與0.01的乘積；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路及實(shí)驗(yàn)原理明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用的步驟和方法；
④選取圖象上的點(diǎn)，利用縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的比值即求出斜率即可．
⑤由④中所求單位長度中的電阻值，由電阻定律可求得電阻率．

解答 解：①：螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×40.0mm=0.400mm；故螺旋測微器的讀數(shù)為：0+40×0.01=0.400mm；
②由題意可知，本實(shí)驗(yàn)采用是替代法，即用電阻箱代替金屬絲，使電流表示數(shù)相同，則電阻箱的阻值即為金屬絲的電阻；
④由圖象可知，圖象的斜率k=$\frac{16.0}{0.50}$=32Ω/m；
⑤由電阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$；L取單位長度1；
S=$\frac{πht5lrbp^{2}}{4}$
解得：ρ=$\frac{πkltzdxt5^{2}}{4}$；
故答案為：①0.400；②I₁；④32；⑤$\frac{πk9fzddbn^{2}}{4}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻率的測量，要注意正確分析電路及實(shí)驗(yàn)步驟，從而明確實(shí)驗(yàn)方法，再由電阻定律及歐姆定律進(jìn)行數(shù)據(jù)處理即可．