Question

18．某同學(xué)要測定某金屬絲的電阻率，金屬絲的電阻大約重要5Ω．

（1）用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，讀數(shù)如圖1所示，則直徑d=0.880mm；
（2）為了測定金屬絲的電阻，實驗室提供了以下器材：
A．電壓表0～3V～15V，內(nèi)阻約為10kΩ或50kΩ
B．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約為0.05Ω或0.01Ω
C．滑動變阻器，0～10Ω
D．滑動變阻器，0～100Ω
E．兩節(jié)干電池
F．電鍵及導(dǎo)線若干．
①該同學(xué)將選定的實驗器材連接成如圖2所示的電路，該實物連接中存在的錯誤有：電流表采用內(nèi)接法、滑動變阻器阻值全部接入電路，滑動變阻器沒有采用分壓接法．滑動變阻器應(yīng)選用C（填前面的字母代號）．
（3）將錯電路誤連接改正后，閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測量多組電壓、電流的值，作出I-U圖象，如圖3所示，由圖象求得金屬絲的電阻為4.17Ω，若測得金屬絲的長為1m，則金屬絲的電阻率ρ=2.53×10^-6Ω•m．由于電表連接問題導(dǎo)致電阻率的測量值小于（填“大于”“等于”或“小于”）真實值．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定 可得與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
（2）根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，然后分析答題；為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（3）根據(jù)圖示圖象應(yīng)用歐姆定律求出金屬絲的電阻阻值；應(yīng)用電阻定律可以求出金屬絲的電阻率；根據(jù)電流表的接法判斷金屬絲電阻阻值測量值與真實值間的關(guān)系，然后答題．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，金屬絲直徑：d=0.5mm+38.0×0.01mm=0.880mm．
（2）電源為兩節(jié)干電池，電動勢為3V，電壓表應(yīng)選擇3V量程，電壓表內(nèi)阻約為10kΩ，
金屬絲電阻約為5Ω，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，電流表應(yīng)選擇0.6A量程，內(nèi)阻約為0.05Ω，
電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇C，
滑動變阻器最大阻值為10Ω，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，由圖示電路圖可知，
電流表采用內(nèi)接法，滑動變阻器阻值全部接入電路且與待測電阻串聯(lián)，電流表與滑動變阻器連接錯誤；
（3）由圖3所示圖象可知，金屬絲電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.6A}$≈4.17Ω；
由R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fraczpxfrtz{2}）^{2}}$可知，金屬絲電阻率：ρ=$\frac{πRxj5r9pd^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×4.17×（0.880×1{0}^{-3}）^{2}}{4×1}$≈2.53×10^-6Ω•m；
電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，所測電流偏大，由歐姆定律可知，電阻測量值偏小，電阻率測量值偏小，測量值小于真實值；
故答案為：（1）0.880；（2）電流表采用內(nèi)接法、滑動變阻器阻值全部接入電路，滑動變阻器沒有采用分壓接法；C；（3）4.17；2.53×10^-6；小于．

點評 本題考查了螺旋測微器讀數(shù)、電路分析、實驗器材選擇、求電阻與電阻率、實驗誤差分析等問題；根據(jù)題意確定滑動變阻器與電流表的接法是分析電路錯誤的關(guān)鍵．