Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率，可供使用的器材有：

A．一段長(zhǎng)1 m左右、電阻約為20 Ω的電阻絲

B．帶有刻度尺的長(zhǎng)木板及金屬夾

C．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻約1 Ω)

D．電壓表V(量程0～3.0 V，內(nèi)阻約3 kΩ)

E．定值電阻R0=15 Ω

F．電阻箱R(0～999.9 Ω)

G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①將電阻絲固定在長(zhǎng)木板上，金屬夾夾在電阻絲的不同位置改變電阻絲連入電路的長(zhǎng)度；

②用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑；

③將實(shí)驗(yàn)器材按照?qǐng)D甲所示電路連接，并將電阻箱阻值調(diào)至最大；

④將金屬夾夾在電阻絲上某位置，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，并記錄電壓表示數(shù)U，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；

⑤改變金屬夾位置，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電壓表示數(shù)再次為U，重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；

⑥斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材。

（1）某次測(cè)量電阻絲直徑d時(shí)，螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖乙所示，則d=__ mm，實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表示數(shù)如圖丙所示，則U=__ V；

（2）用記錄的多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，描繪出了如圖丁所示的R—L關(guān)系圖線，結(jié)合圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)及測(cè)出的電阻絲直徑d，電阻絲的電阻率表達(dá)式為ρ=____；

（3）本實(shí)驗(yàn)中，電壓表不是理想電表，對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果___(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】1.196 2.00 無(wú)影響

【解析】

（1） 由圖乙可知螺旋測(cè)微器的固定刻度為1mm，可動(dòng)刻度為19.60.01 mm=0.196 mm，故電阻絲直徑為d=1mm＋0.196mm=1.196mm；電壓表量程為0～3V，其分度值為0.1 V，讀數(shù)要估讀到0.01 V，故電壓表讀數(shù)為2.00 V；

（2）電壓表測(cè)量的是定值電阻兩端的電壓，改變金屬夾位置，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電壓表示數(shù)再次為U，結(jié)合R—L圖象可知，電阻絲電阻和電阻箱電阻之和為一定值a，故當(dāng)電阻絲連入電路長(zhǎng)為b時(shí)，電阻絲的電阻為a，根據(jù)電阻定律，得

a＝ρ

整理得：

ρ＝

（3）由電阻絲電阻率表達(dá)式可知，電阻絲的電阻率與電壓表是否為理想電表無(wú)關(guān)，故電壓表不是理想電表對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。