Question

14．測(cè)粗細(xì)均勻、阻值約為幾歐的電阻絲的電阻率，備有下列器材：
直流電源E（電動(dòng)勢(shì)約為4V）；
電流表A（量程為0.6A、內(nèi)阻約2Ω）；電壓表V（量程為3V、內(nèi)阻約20kΩ）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～10Ω）；滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～1kΩ）．

①用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲，直徑為4.700mm．
②在圖乙的實(shí)物圖中，已正確連接了部分的電路，請(qǐng)完成余下電路連接．
③為方便調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁（選填“R₁”或“R₂”）．
④閉合開(kāi)關(guān)s，移動(dòng)夾子c，多次改變c的位置，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，每次都使電流表的示數(shù)保持I不變，得到幾組電阻絲的長(zhǎng)度L和其對(duì)應(yīng)的電壓U數(shù)據(jù)，作出U-L圖象如圖丙，圖線(xiàn)的斜率為k，若電阻絲的橫截面積為S，則該電阻絲的電阻率ρ=k$\frac{S}{I}$（用I、k、S表示）．
⑤若考慮電壓表內(nèi)阻的影響，測(cè)得的電阻率ρ比實(shí)際值�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．

Answer 1

分析 ①螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
②根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖．注意滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電流表采取外接法．
③根據(jù)滑動(dòng)變阻器分壓式，結(jié)合其阻值，即可求解；
④結(jié)合電阻定律和歐姆定律求出電阻率的表達(dá)式．
⑤電流表采取外接法，由于電壓表起分流作用，導(dǎo)致測(cè)量的電流偏大，根據(jù)歐姆定律和電阻定律得出電阻率測(cè)量的誤差是偏大還是偏�。�

解答 解：①螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：4.5mm+0.01×20.0mm=4.700mm．
因需要估計(jì)，則其值為（4.698～4.702mm）；
②實(shí)物圖連接如下圖．

③根據(jù)圖象U與I可知，電壓與電流從零開(kāi)始，因此滑動(dòng)變阻器必須分壓式接入，
為方便調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁；
④根據(jù)歐姆定律得，R=$\frac{U}{I}$，根據(jù)電阻定律得，R=ρ$\frac{L}{S}$，聯(lián)立兩式解得ρ=$\frac{SR}{L}$=$\frac{SU}{LI}$=k$\frac{S}{I}$．
⑤所用電壓表不是理想電壓表，電壓表起分流作用，導(dǎo)致測(cè)量的電流偏大，根據(jù)歐姆定律測(cè)量的電阻偏小，根據(jù)電阻定律知，導(dǎo)致電阻率的測(cè)量值偏�。�
故答案為：①4.700；②見(jiàn)上圖示；③R₁；④k$\frac{S}{I}$；⑤�。�

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，以及掌握歐姆定律和電阻定律，會(huì)分析誤差的來(lái)源．