Question

15．實驗室購買了一捆標準長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實驗測定其實際長度．該同學(xué)首先用螺旋測微器測量銅導(dǎo)線的直徑如圖甲所示，并查得銅的電阻率為1.7×10^-8Ω•m，再利用圖乙所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實際長度．
可供使用的器材有：
電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω；
電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ；
滑動變阻器R₁：最大阻值5Ω；
滑動變阻器R₂：最大阻值25Ω；
定值電阻：R₀=3Ω；
電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計；
開關(guān)導(dǎo)線若干

（1）為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖甲所示的部件A（選填“A”“B”或“C”）．從圖甲中的示數(shù)可讀出銅導(dǎo)線的直徑為1.400mm．
（2）實驗中滑動變阻器應(yīng)選R₂（填寫實驗器材前字母符號），閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至a（填“a”或“b”）端．
（3）在實物圖丙中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖乙電路完成剩余部分的連接．
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電流表的讀數(shù)為0.57A時，電壓表示數(shù)為2.30V，則導(dǎo)線實際長度為94.0m（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊固定螺釘A．螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀，注意其精度是0.01mm．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中需要的最大電阻，再解出變阻器需要的最大電阻即可；
（3）根據(jù)電路圖連接實物電路圖；
（4）根據(jù)電壓表每小格讀數(shù)大小來確定估讀方法；由電路圖根據(jù)歐姆定律求出待測電阻的阻值，然后再根據(jù)電阻定律即可求解．

解答 解：（1）為防止讀數(shù)時測微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊固定螺釘A．螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為1mm，可動刻度的讀數(shù)為：0.01mm×40.0=0.400mm，故合金絲的直徑為 d=1.400mm．
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出電路中需要的最大電阻應(yīng)為：R_max=$\frac{6}{\frac{1}{3}×0.6}$=30Ω，
而待測電阻的最小值為：R_min=$\frac{3}{0.6}$=5Ω，所以變阻器的最大電阻應(yīng)為：R=30-5-3=22Ω，所以變阻器應(yīng)選R₂；
為保護電路安全，閉合電鍵前應(yīng)將滑片置于阻值最大的a端；
（3）根據(jù)電路圖畫出的實物連線圖如圖所示：

（4）電壓表每小格讀數(shù)為0.1V，應(yīng)估讀到0.01V，所以電壓表讀數(shù)為U=2.30V；
根據(jù)歐姆定律可求出：
R_x+R₀=$\frac{2.3}{0.57}$=4.0Ω，
電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac8shzhdp{2}）^{2}}$，則：L=$\frac{πRqzmlzhz^{2}}{4ρ}$，解得：L≈94.0m；
故答案為：（1）A，1.400；（2）R₂，a；（3）如圖；（4）94.0．

點評 本題要掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．應(yīng)根據(jù)電路中需要的最大電阻來選擇變阻器阻值的大��；電表需要進行估讀．