Question

20．北京市技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量進行抽查，檢驗負責(zé)人說：“十幾個不合格產(chǎn)品中，大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問題，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅；再一個就是銅材質(zhì)量可能合格，但把截面積縮小，買2.5平方毫米的線，拿到手的線可能是1.5 或1.5多一點，載流量不夠；還有一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達不到要求…”．
（1）現(xiàn)從一捆橫截面積為1平方毫米的不合格的電線截取一段，采用繞線法測量其橫截面積，讀數(shù)如圖甲所示，可得該導(dǎo)線的半徑約為0.625mm（保留3位有效數(shù)字）；經(jīng)你判斷該導(dǎo)線的橫截面積合格（填“合格”或者“不合格”）；
（2）欲測量該捆電線的電阻率是否合格，經(jīng)查閱，純銅的電阻率為1.8×10^-8Ω•m．取長度為100m（真實長度）的電線，橫截面積取1平方毫米，并用伏安法測量其電阻，所用器材有：
A．電源（電動勢約為5V，內(nèi)阻不計）；
B．待測長度為100m的導(dǎo)線一捆；
C．電壓表（量程為5V，內(nèi)阻約為5kΩ）；
D．電流表（量程為0.6A、3A，內(nèi)阻分別為0.125Ω、0.025Ω）；
E．滑動變阻器（5Ω，2A）
某同學(xué)設(shè)計了如圖乙的電路，所選電表量程均合理，則電壓表的另一端應(yīng)接b（填“a”或“b”），測量得電壓表示數(shù)為4.50V，電流表讀數(shù)如圖丙所示，為2.50A．結(jié)合檢驗負責(zé)人的話，你認為這捆電線不合格的原因最有可能是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達不到要求．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)10根導(dǎo)線直徑的總長度，再求出單匝線圈的半徑；
（2）根據(jù)給出的電阻值分析判斷應(yīng)采用的電流表接法；分析電表量程得出最小分度，即可求得電流值；
分析不合格的原因主要從電阻率及絕緣外皮是否合格進行分析．

解答 解：（1）由圖可知，10匝線圈的直徑的總長度為：12.5mm；則導(dǎo)線的半徑為：$\frac{12.5}{10×2}$=0.625mm；則其截面積為：S=πr²=π×0.625²=1.22mm²；則說明截面積合格；
（2）因電流表電阻是精確值，這樣根據(jù)電壓表與電流表讀數(shù)，即可求得所測電阻的阻值，因此應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，故電壓表的另一端應(yīng)接b；
電流表量程為3A，則最小分度為0.1A，則讀數(shù)為2.50A；
則電阻R=$\frac{4.50}{2.50}$=1.8Ω；
電阻率ρ=$\frac{RS}{l}$=$\frac{1.8×1.22×1{0}^{-6}}{100}$=2.20×10^-8Ω•m；故電阻率達不到要求；
另外不合格的原因可能還有絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮等；
故答案為：（1）0.625；合格；（2）b；2.50；絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達不到要求

點評 本題主要考查了電學(xué)元件選取原則和歐姆定律及電阻定律的直接應(yīng)用，要注意認真分析題意，并能將所學(xué)物理規(guī)律正確應(yīng)用．