Question

14．在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)．待測金屬接入電路部分的長度約為50cm．

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑．為防止測微螺桿對(duì)金屬絲產(chǎn)生過大壓力，在測微螺桿靠近金屬絲時(shí)，應(yīng)旋動(dòng)圖甲所示中的部件C（選填“A”、“B”、“C”或“D”），直至聽到“喀喀”聲時(shí)，停止旋動(dòng)．從圖中讀出金屬絲的直徑為0.406mm．
（2）用伏安法測金屬絲的電阻R_x．實(shí)驗(yàn)器材為：電池組（電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻約1Ω）、電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）、滑動(dòng)變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干．某小組同學(xué)使用以上器材，正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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

由以上數(shù)據(jù)可知，他們測量R_x是采用圖乙中的A（填“A”或“B”）電路．
（3）圖丙是測量R_x的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請(qǐng)根據(jù)圖乙所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖丙中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖丁所示．圖中已標(biāo)出了測量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D丁中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值R_x=4.5Ω（保留兩位有效數(shù)字），進(jìn)而計(jì)算出金屬絲的電阻率．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)各部件的用途可確定旋鈕；
關(guān)于螺旋測微器的讀數(shù)，要先讀出固定刻度，再讀出可動(dòng)刻度，然后相加即可得出結(jié)果．
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)比較電壓表、電流表和被測電阻的阻值關(guān)系，確定可采取的電路．
（3）依據(jù)電路圖進(jìn)行實(shí)物連接．
（4）根據(jù)圖上所標(biāo)的點(diǎn)，做出U--I圖線，從而可得出電阻值．

解答 解：（1）C為微調(diào)旋鈕，故為防止測微螺桿對(duì)金屬絲產(chǎn)生過大壓力，在測微螺桿靠近金屬絲時(shí)，應(yīng)旋動(dòng)圖甲所示中的部件C；
固定刻度讀數(shù)為0，可動(dòng)刻度讀數(shù)為40.6（40.5～40.7都可以），所測長度為0+40.6×0.01=0.406mm．
（2）由記錄數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻R_x約5Ω．則有R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，屬于小電阻，用外接法測量誤差小，由（3）知是用伏安特性曲線來測量電阻的，就要求電壓電流從接近0開始調(diào)節(jié)，所以應(yīng)該采用分壓接法故選A．
（3）實(shí)物連接如圖：


（4）描繪出第2、4、6三個(gè)點(diǎn)后可見第6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去，然后出U-I圖線．如右圖所示；其中第4次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)在描繪出的U-I圖線上，有：
R_x=$\frac{1.00}{0.220}$=4.5Ω．
故答案為：（1）C；0.406；（2）A；（3）如圖所示：（4）4.5．

點(diǎn)評(píng) 該題是綜合性較強(qiáng)的題，解答時(shí)注意一下幾方面：
1、對(duì)于長度的測量注意高中所要求的游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的使用方法，讀書時(shí)是固定刻度的值與可動(dòng)刻度的值得和．
2、會(huì)根據(jù)電壓表、電流表及被測電阻的阻值關(guān)系，確定電流表是內(nèi)接還是外接．
3、實(shí)物連接時(shí)，注意導(dǎo)線不能相交叉，并且要注意閉合電建時(shí)，分壓電路的輸出端電壓要為零．
4、會(huì)用電阻定律來求解導(dǎo)線的電阻率