Question

13．在一次“測定金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師出示了如圖1的被測金屬絲電阻R_x的U-I圖線，該圖線是由伏安法測金屬絲電阻實(shí)驗(yàn)測得的7組電壓、電流值再坐標(biāo)紙描繪而得．其實(shí)驗(yàn)所用器材有：電池組（電動勢為3V，內(nèi)阻約為1Ω）、電流表（內(nèi)阻約為0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）圖2是教師實(shí)驗(yàn)所用電路圖，請根據(jù)U-I圖線及所用實(shí)驗(yàn)器材判斷出教師測量R_x采用的電路圖是丙．

（2）如圖3是教師測量R_x的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(jù)第（1）問所選的正確電路圖，補(bǔ)充完成實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，盡可能保護(hù)電路元件安全，電壓表或電流表不至于被燒壞．
（3）已知待測金屬絲接入電路部分的長度約為1m，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖4所示，其讀數(shù)應(yīng)為0.627mm（該值接近多次測量的平均值）．
（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為C（填選項(xiàng)前字母）．
A、1×10^-2Ω•m    B、1×10^-3Ω•m    C、1×10^-6Ω•m   D、1×10^-8Ω•m．

Answer 1

分析 根據(jù)U-I圖線的斜率求出電阻值，判斷為小電阻還是大電阻從而選擇電流表內(nèi)接還是外接，再依據(jù)U與I圖線從零開始，則滑動變阻器必須分壓式；
學(xué)會由電路圖去連接實(shí)物圖，注意電表的量程與極性；
螺旋測微器精確度為0.01mm，需要估讀，讀數(shù)時注意半毫米刻度線是否露出；
依據(jù)電阻定律，即可求解．

解答 解：（1）因?yàn)槭遣捎脠D象描點(diǎn)法處理數(shù)據(jù)，所以電表示數(shù)要從零開始，所以選擇滑動變阻器分壓接法；
由U-I圖象知待測電阻R_x=4.4Ω，可知R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$ 所以電流表采用外接法，故選擇電路圖丙；
（2）補(bǔ)充完成實(shí)物間的連線如圖．

（3）從圖中讀出金屬絲的直徑為d=0.5mm+12.7×0.01mm=0.627mm；
（4）根據(jù)電阻定律R=ρ$\frac{L}{S}$S=π（$\fracyhsag9e{2}$）² 得：
ρ=1.36×10^-6Ω•m，故C正確，ABD錯誤．
故答案為：（1）丙；（2）如上圖所示；（3）0.627（0.626～0.629均可）；（4）C．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要明確測定電阻率實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，知道誤差的來源，掌握電流表的外接還是內(nèi)接的方法，注意滑動變阻器的分壓還是限流的依據(jù)，并學(xué)會螺旋測微器的讀數(shù)，注意估計(jì)值．