Question

現(xiàn)有一種新型合金材料制成某金屬絲電阻，額定電壓約為2V，額定電流約為0.2A，請用伏安法測量該金屬絲額定電壓下的電阻率．
（1）現(xiàn)只有最大值是28V的電源，需要用電學(xué)元件得到大約為2V的低壓電，請選擇材料組裝電學(xué)元件：

AB

．
A．銅圈  B．硅鋼片  C．塑料圈  D．空心鐵管
匝數(shù)比選擇

A

A．200：20    B．200：14   C．20：200    D．14：200
（2）還需選擇的電學(xué)元件是

BCEGJ

 （只填寫對應(yīng)的代號）
A．直流電源：最大值為28V
B．交流電源：最大值為28V
C．滑動變阻器R_A：最大阻值為10Ω
D．滑動變阻器R_B：最大阻值為100Ω
E．交流電流表A：量程為250mA，內(nèi)阻約為0.1Ω
F．交流電壓表V₁：量程為1.5V，內(nèi)阻是3kΩ
G．交流電壓表V₂：量程是10V．內(nèi)阻導(dǎo)l0kΩ
H．定值電阻R₁：阻值為3kΩ
I．定值電阻R₂：阻值為10kΩ
J．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
（3）在方框中畫出電路圖 
   
（4）用20分度的游標(biāo)卡尺測量金屬絲長度，讀數(shù)為

102.4

mm
用螺旋測微器測量金屬絲直徑，讀數(shù)為

3.115

mm

（5）如果實驗中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，并測出該棒的長度為L、直徑為d，則該材料的電阻率ρ=

πUd2

4LI

 （用測出的物理量的符號表示）．

Answer 1

分析：有題境知28V的電源，需要得到大約為2V的低壓電，所以判斷該電學(xué)原件為變壓器，據(jù)變壓器的構(gòu)造和電壓與匝數(shù)關(guān)系判斷；據(jù)實驗要求和儀器選取的原則（安全、誤差、操作方便）選取需要的電學(xué)原件和所需的電路圖；據(jù)游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)；據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)和電阻定律求該材料的電阻率．

解答：解：（1）有題境知最大值是28V的電源，需要得到大約為2V的低壓電，所以判斷該電學(xué)原件為變壓器，即可判斷組裝電學(xué)元件需要銅圈和硅鋼片，故AB正確，CD錯誤．
由原先電源的最大值28v，可知有效值為20v，需要的電壓為2v，所以匝數(shù)比為：

20

2

=

200

20

，故A正確，BCD錯誤．
故選：AB；  A．
（2）由上可知，電源需要最大值為28v的交流電，故選B；該實驗要求在額定電壓下，從儀器安全的角度，兩個交流電壓表選取G；為保護(hù)電學(xué)原件，應(yīng)選取滑動變阻器采用分壓解法保護(hù)電學(xué)原件，從操作方便和節(jié)能的角度，所以滑動變阻器選用C，故選取的原件：BCEGJ．
（3）由上分析可知，滑動變阻器采用分壓解法，電流表采用外接法．如圖所示．

（4）游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則大體為：固定刻度（主尺）+可動刻度（游尺）．但要注意：游標(biāo)卡尺讀數(shù)時首先以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在尺身上讀取毫米整數(shù)，即以毫米為單位的整數(shù)部分，然后看游標(biāo)上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，再乘以精確度，精確度為

1

N

mm，N為游尺上的分度數(shù)，切記不估讀，所以讀數(shù)為102.4mm；螺旋測微器讀數(shù)時先讀固定刻度，再讀半刻度，若半刻度線已露出，記作 0.5mm，若半刻度線未露出，記作 0.0mm，再讀可動刻度（注意估讀），記作 n×0.01mm，所以讀數(shù)為3.115mm．（3.113--3.117mm都可以）．
（5）據(jù)歐姆定律和電阻定律得：R=

U

I

，
R=

ρL

S

，
S=π(

d

2

)2，聯(lián)立三式解得：ρ=

Uπd2

4IL

．
故答案為：（1）AB；A．（2）BCEGJ．（3）如圖所示．（4）102.4mm；  3.115mm  （5）

πUd2

4LI

點評：解題的關(guān)鍵判斷需要變壓器；明確儀器選擇的原則，并能用定值電阻和電流表測電壓；游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則；靈活應(yīng)用電阻定律和歐姆定律．