Question

17．小明用電學(xué)方法測量電線的長度，首先，小明測得電線銅芯的直徑為1.00mm，估計(jì)其長度不超過50m（已知銅的電阻率為1.75×10^-3Ω•m）．
現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材：①量程為3V、內(nèi)阻為3kΩ的電壓表；②量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表；③阻值為0～20Ω的滑動變阻器；④內(nèi)阻可以忽略，輸出電壓為3V的電源；⑤阻值為R₀=4.30Ω的定值電阻，開關(guān)和導(dǎo)線若干．

小明采用伏安法測量電線電阻，正確連接電路后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表示數(shù)從0 開始增加，當(dāng)示數(shù)為0.50時(shí)，電壓表示數(shù)如圖1所示，度數(shù)為2.50V，根據(jù)小明測量的信息，圖2中P點(diǎn)應(yīng)該b（選填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”），Q點(diǎn)應(yīng)該a（選填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”），小明測得的電線長度為31.4m．

Answer 1

分析 根據(jù)電壓表的量程得出電壓表的示數(shù)．抓住電流表示數(shù)從零開始，確定滑動變阻器的接法，結(jié)合待測電阻的大小確定電流表的內(nèi)外接．根據(jù)歐姆定律求出電阻的大小，結(jié)合電阻定律得出電線的長度．

解答 解：電壓表量程為3V，電壓表的讀數(shù)為2.50V；
調(diào)節(jié)滑動變阻器，電流表示數(shù)從0 開始增加，可知滑動變阻器采用分壓式接法，即Q點(diǎn)應(yīng)接a，待測電阻較小，電流表采用外接法，即P點(diǎn)應(yīng)該接b．由于保護(hù)電阻，因此本題的實(shí)驗(yàn)電路圖如下：
根據(jù)歐姆定律有：${R}_{x}+{R}_{0}=\frac{U}{I}=\frac{2.50}{0.50}Ω=5Ω$，
根據(jù)${R}_{x}=ρ\frac{L}{S}=ρ\frac{L}{\frac{πpzxhrdd^{2}}{4}}$得，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得L=31.4m．
故答案為：2.50，b，a，31.4．

點(diǎn)評 本題考查了電路的選取，知道滑動變阻器分壓和限流的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別，知道在什么情況下用限流法，什么情況下用分壓式．掌握選取電流表內(nèi)外接的口訣：小外偏小，大內(nèi)偏大．