Question

15．在“測量金屬的電阻率”的實驗中，待測金屬絲接入電路部分的長度約為L=44.00cm，所用測量儀器均已校準．
①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，讀數(shù)多次測量取平均值為D=0.400mm
②測金屬絲的電阻R_x．實驗所用器材為：電池組（電動勢3V，內(nèi)阻約1Ω）、電流表（內(nèi)阻0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干．設(shè)計電路圖并按照自己設(shè)計的電路圖在圖1的實物圖上連線（要求測量電阻盡可能準確）．
③利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖2所示，請描繪出U-I圖線，并由圖線得到金屬絲的阻值R_x=4.5Ω（保留兩位有效數(shù)字）

④由以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為1.3×10^-6Ω•m（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定滑動變阻器接法和電流表的接法，然后連接電路；
（2）根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象，根據(jù)斜率求出電阻；
（3）根據(jù)電阻定律分析答題．

解答 解：②從給出的數(shù)據(jù)表可知，電流表和電壓表的讀數(shù)變化范圍較大，所以變阻器采用的應(yīng)是分壓式接法，${R}_{x}=\frac{U}{I}≈\frac{0.10}{0.02}=5Ω$，$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}=\sqrt{0.1×3000}=10\sqrt{3}Ω$＞R_x，則電流表外接，實物電路圖如圖所示：
③根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象，如圖所示：
圖象的斜率表示電阻，則${R}_{x}=\frac{2.0-0}{0.44-0}=4.5Ω$，
③根據(jù)電阻定律得：R=$ρ\frac{L}{S}$，其中S=$\frac{1}{4}π{D}^{2}$，
解得：$ρ=\frac{Rπ{D}^{2}}{4L}=1.3×1{0}^{-6}$Ω•m
故答案為：②如圖所示；③如圖所示；4.5；（3）1.3×10^-6

點評 明確電學實驗中，當要求電流從零調(diào)時，滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法；當滿足待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻時，電流表應(yīng)用外接法，當電流表內(nèi)阻遠小于待測電阻阻值時，電流表應(yīng)用內(nèi)接法．