Question

16．某同學(xué)利用圖甲所示電路來(lái)測(cè)量某金屬絲的電阻率，他的操作步驟如下：
Ⅰ．用螺旋測(cè)微器金屬絲的直徑，然后按照?qǐng)D甲連接電路；
Ⅱ．將夾子固定
Ⅲ．測(cè)量接入電路的金屬絲的長(zhǎng)度L，檢查電路無(wú)誤后閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U，斷開開關(guān)，記錄該組數(shù)據(jù)．
Ⅳ．多次改變夾子的位置，重復(fù)步驟Ⅲ，得到多組L與U的數(shù)據(jù)．
（1）將步驟Ⅲ補(bǔ)充完整：閉合開關(guān)．
（2）在用螺旋測(cè)微順測(cè)金屬絲的直徑時(shí)，某次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，則金屬絲的直徑為0.900mm．（該值接近多次測(cè)量的平均值）．
（3）處理數(shù)據(jù)時(shí)，建立圖丙所示的坐標(biāo)系，且已經(jīng)描好了點(diǎn)，請(qǐng)作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{L}$圖線．
（4）若所用電源的內(nèi)阻r=1.0Ω，則結(jié)合（3）中所得的圖線可得，該金屬絲的電阻率ρ=6×10^-7Ω•mΩ•m．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）檢查電路無(wú)誤后，應(yīng)閉合開關(guān)，開始實(shí)驗(yàn)；
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律以及電阻定律求出$\frac{1}{U}$關(guān)于$\frac{1}{L}$的關(guān)系式，結(jié)合圖象的斜率和截距求解．

解答 解：（1）測(cè)量接入電路的金屬絲的長(zhǎng)度L，檢查電路無(wú)誤后，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U，斷開關(guān)開關(guān)，記錄該組數(shù)據(jù)．
（2）由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為40.0×0.01mm=0.400mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為0.5mm+0.400mm=0.900mm．
（3）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：

（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=U+$\frac{U}{R}r$，
R=$ρ\frac{L}{\frac{1}{4}π3irbnq5^{2}}$，
解得：$\frac{1}{U}=\frac{πdajokzz^{2}r}{4Eρ}•\frac{1}{L}+\frac{1}{E}$，
根據(jù)圖象可知，$\frac{1}{E}=0.33$，$\frac{πnqynxwn^{2}r}{4Eρ}=\frac{2.2-0.8}{4.7-1.2}$
解得：ρ=6×10^-7Ω•m
故答案為：（1）閉合開關(guān)；（2）0.900；（3）如圖所示；（4）6×10^-7Ω•m

點(diǎn)評(píng) 螺旋測(cè)微器示數(shù)等于固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和，對(duì)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要注意估讀，對(duì)于圖象問(wèn)題，一般是求出函數(shù)表達(dá)式，再結(jié)合圖象的斜率和截距求解，難度適中．