Question

實驗室新進了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10^-8Ωm．課外活動小組的同學設(shè)計了一個試驗來測算螺線管使用的金屬絲長度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、螺旋測微器（千分尺）、導(dǎo)線和學生電源等．
（1）他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個步驟：（請?zhí)顚懙冖诓讲僮鳎?BR>①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”；
②

 

；
③把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖1（a）所示．

（2）根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實驗誤差，并在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)從圖1（b）的A、B、C、D四個電路中選擇

 

電路來測量金屬絲電阻；
（3）他們使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖2所示，金屬絲的直徑為

 

mm；
（4）根據(jù)多用電表測得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個螺線管所用金屬絲的長度約為

 

m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（5）他們正確連接電路，接通電源后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電流始終無示數(shù)．請設(shè)計一種方案，利用多用電表檢查電路故障并寫出判斷依據(jù)．（只需寫出簡要步驟）

 

．

Answer 1

分析：通過實驗來測算螺線管使用的金屬絲長度，由電阻定律已知電阻率、電阻及橫截面積，則可求出金屬絲的長度．同時運用伏安法電流表外接法，變阻器分壓式來測量金屬絲的電阻．
歐姆表是測量電阻的儀表，把被測電阻串聯(lián)在紅黑表筆之間，歐姆表電流是從黑表筆流出紅表筆流入，
（1）用歐姆表測電阻，每次換擋后和測量前都要重新調(diào)零（指歐姆調(diào)零）．
（2）測電阻時待測電阻不僅要和電源斷開，而且要和別的元件斷開．
（3）測量時注意手不要碰表筆的金屬部分，否則將人體的電阻并聯(lián)進去，影響測量結(jié)果．
（4）合理選擇量程，使指針盡可能在中間刻度附近，

解答：解：（1）歐姆調(diào)零是將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕使其電流達到最大，則此時刻度盤上的讀數(shù)為零．
（2）由于金屬絲的電阻較小，則選擇電流表外接法．并為了減少實驗誤差，且在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，所以變阻器要選擇分壓式接法．故選：D   
（3）螺旋測微器的讀數(shù)是由固定刻度與旋轉(zhuǎn)刻度組合，且最后加上估計值而成．0+26×0.01mm=0.26mm  最后估計值為±0.002mm，所以讀數(shù)為0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=12.5m    由于結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，所以為：13m
（5）使用多用電表的電壓檔位，接通電源，逐個測量各元件、導(dǎo)線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說明該元件或?qū)Ь�斷路故障；
故答案為：（1）將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零
（2）D
（3）0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）13m
（5）使用多用電表的電壓檔位，接通電源，逐個測量各元件、導(dǎo)線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說明該元件或?qū)Ь�斷路故障．

點評：毆姆調(diào)零與機械調(diào)零要區(qū)分，前者是調(diào)節(jié)毆姆表內(nèi)的滑動變阻器的電阻來使電流表達到滿偏；后者是螺絲刀調(diào)節(jié)指針使其電流為零．