Question

19．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，
（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為0.200 mm
（2）用米尺測量金屬絲的有效長度l=50cm．金屬絲的電阻大約為40Ω．在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測的電阻絲外，還有如下的實驗器材：
直流電源：（3V，0.05Ω）；
電流表A：（0.6A，1Ω）；
電壓表V：（3V，6kΩ）；
滑動變阻器R：（10Ω，2A）；
開關(guān)一個、導(dǎo)線若干等．
根據(jù)所給的器材，畫出實驗電路圖．
（3）若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為R_I=45Ω，則這種金屬材料的電阻率為3×10^-6Ω•m．（π=3，保留1位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀；
（2）為了讓電阻絲的電壓變化范圍較大，變阻器用分壓法，比較電壓表、電流表以及被測電阻阻值關(guān)系判斷電流表的接法；
（3）根據(jù)電阻定律求解電阻率．

解答 解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×20.0mm=0.200mm，
（2）為了讓電阻絲的電壓變化范圍較大，可以從零開始變化，則變阻器用分壓法，由于$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以用電流表外接法，
電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)電阻定律得：R=$ρ\frac{L}{S}$
解得：$ρ=\frac{RS}{L}$=$\frac{45×\frac{π（\frac{0.0002}{2}）^{2}}{4}}{0.5}$=3×10^-6Ω•m

故答案為：（1）0.200；（2）如圖所示；（3）3×10^-6

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，知道分壓法和限流法電路的區(qū)別，明確當$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時，電流表外接法，當$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＜\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$時，電流表內(nèi)接，難度適中．