Question

在“測定金屬絲的電阻率”實驗中，待測合金電阻絲阻值R約為10Ω．
（1）用游標(biāo)卡尺測量電阻絲的長度L．測量結(jié)果如圖甲所示，圖中讀數(shù)為L=

 

mm，用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d．測量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為d=

 

mm；
（2）為了測量該電阻絲的電阻R，除了導(dǎo)線和開關(guān)S外，還有以下器材可供選擇：
電壓表V₁，量程0～3V，內(nèi)阻約30kΩ
電壓表V₂，量程0～15V，內(nèi)阻約150kΩ
電流表A₁：量程0～3A，內(nèi)阻約0.03Ω
電流表A₂：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
滑動變阻器R₁：0～5Ω，
滑動變阻器R₂：0～2000Ω
電源E（電動勢為4V）
為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中電壓表應(yīng)選用

 

，電流表應(yīng)選用

 

，滑動變阻器應(yīng)
選用

 

．（填器材的符號）
（3）在圖丙中所給的實物圖中畫出連線，連成測量電路圖．
（4）若電壓表測量值為U，電流表測量值為I，用測量的物理量表示計算電阻絲電阻率的公式是

 

．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺的示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
（2）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（3）根據(jù)實驗原理與實驗器材確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實驗電路圖．
（4）應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出電阻絲電阻率表達式．

解答：解：（1）由圖甲所示游標(biāo)卡尺可知，其主尺示數(shù)為5.4cm=54mm，游標(biāo)尺示數(shù)為5×0.1mm=0.5mm，游標(biāo)卡尺示數(shù)為54mm+0.5mm=54.5mm；由圖乙所示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動刻度示數(shù)為35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋測微器所示為0.5mm+0.355mm=0.855mm．
（2）電源電動勢為4V，待測電阻約10Ω，電流約0.4 A，所以電流表選A₂，電壓表選V₁，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選R₁．
（3）金屬絲電阻約為10Ω，電壓表內(nèi)阻約為30kΩ，電流表內(nèi)阻約為0.2Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表采用外接法；金屬絲電阻約為10Ω，滑動變阻器最大阻值為5Ω，待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值，為測量多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，據(jù)此連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．

（4）由歐姆定律可知，待測金屬絲電阻R=

U

I

，由電阻定律可知，R=ρ

L

S

=ρ

L

π( d 2 )2

，則金屬絲電阻率ρ=

πd2U

4IL

．
故答案為：（1）54.5；0.855；（2）V₁；A₂；R₁；（3）電路圖如圖所示；（4）ρ=

πd2U

4IL

．

點評：本題考查了游標(biāo)卡尺與螺旋測微器的讀數(shù)，游標(biāo)卡尺不需要估讀，螺旋測微器需要估讀．