Question

11．要測一段阻值大約為8Ω的均勻金屬絲的電阻率．除米尺、螺旋測微器、電源E（電動勢3V，內(nèi)阻約0.5Ω、最大阻值為20Ω的滑動變阻器R、開關(guān)一只、導線若干外，電流表和電壓表各兩只供選擇：A_l（量程lA，內(nèi)阻約1Ω），A₂（量程300mA，內(nèi)阻約2Ω），V_l（量程2.5V，內(nèi)阻約1000Ω），V₂（量程15V，內(nèi)阻約3000Ω）．
（1）用螺旋測微器測金屬絲的直徑d，如圖1所示，則d=0.850mm．
（2）為了使測量有盡可能高的精度，電流表應選A₂，電壓表應選V₁．
（3）實驗時實驗電路應該選下面甲、乙兩圖中的乙．（Rx表示金屬絲）
（4）若用米尺測得金屬絲的長度為L，用螺旋測微器測得金屬絲直徑為d，電流表的讀數(shù)為I，電壓表讀數(shù)為U，則該金屬絲的電阻率ρ=$\frac{πUxxysdni^{2}}{4IL}$．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）選擇電表時，要做指針偏轉(zhuǎn)要大一些，在其中間刻度的三分之一范圍內(nèi)比較準確；
（3）根據(jù)電表內(nèi)阻與待測電阻阻值的關(guān)系確定電流表的接法，然后選擇實驗電路圖；
（4）根據(jù)歐姆定律求出金屬絲電阻，有電阻定律可以求出電阻率的表達式．

解答 解：（1）螺旋測微器的固定部分讀數(shù)為：0.5mm，可動部分讀數(shù)為：35.0×0.01mm=0.350mm，故最后讀數(shù)為：0.5mm+0.350mm=0.850mm．
（2）電源電動勢為3V，為減小讀數(shù)誤差，電壓表應選：V₁，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5}{8}$≈0.3A=300mA，則電流表選：A₂；
（3）待測電阻阻值約為8Ω，電流表內(nèi)阻約為2Ω，電壓表杯子約為1000Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，應選擇圖乙所示電路圖．
（4）待測電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$，由電阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracg2kfo5i{2}）^{2}}$，解得：ρ=$\frac{πUahccnjl^{2}}{4IL}$；
故答案為：（1）0.850mm；（2）A₂；V₁；（3）乙；（4）$\frac{πUifp7jep^{2}}{4IL}$．

點評 在測量金屬絲的電阻時，首先要考慮安全，其次準確，最后操作方便，在該實驗中同時注意選擇滑動變阻器的分壓和限流接法以及電流表的內(nèi)接和外接法．