Question

10．某興趣實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)定某電阻絲的電阻率時(shí)，從實(shí)驗(yàn)室中選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：螺旋測(cè)微器、米尺、內(nèi)阻為1Ω的雙量程電流表、內(nèi)阻為5kΩ的雙量程電壓表、電動(dòng)勢(shì)為6.0V內(nèi)阻可忽略不計(jì)的電源、最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器、阻值約為5Ω的電阻絲、電建和若干導(dǎo)線．
根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)器材回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)根據(jù)自己設(shè)計(jì)的電路將圖甲中的實(shí)物圖連接完整．
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量的電阻絲直徑和用米尺測(cè)量的接入電路的電阻絲長(zhǎng)度分別如圖乙所示，則該電阻絲的直徑d為1.850mm，電阻絲的長(zhǎng)度L為30.50cm．在利用伏安法測(cè)量該電阻絲的阻值時(shí)，某次測(cè)量的電壓表和電流表的示數(shù)如圖丙所示，則該電阻絲兩端的電壓U為2.20V，流過(guò)電阻絲的電流I為0.44A．
（3）由以上測(cè)量的數(shù)據(jù)可得電阻絲的電阻率是4.4×10^-5Ω•m（結(jié)果保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小選擇電壓表量程；根據(jù)I=$\frac{U}{{R}_{x}}$求出通過(guò)電流表的最大電流來(lái)選擇電流表量程；根據(jù)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻可知電流表應(yīng)選外接法；根據(jù)待測(cè)電阻小于變阻器全電阻可知變阻器可以用限流式接法．
（2）明確各種儀器的讀數(shù)原理和估讀要求，對(duì)刻度尺、電流表及電壓表：
若最小分度出現(xiàn)“1”則可以估讀到最小刻度的$\frac{1}{10}$；若最小分度出現(xiàn)“2”則應(yīng)估讀到最小分度的$\frac{1}{2}$；若最小分度出現(xiàn)“5”則應(yīng)估讀到最小分度的$\frac{1}{5}$，對(duì)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)注意半毫米刻度線，以及估讀到0.001mm即可；
（3）根據(jù)電阻定律列式，利用（2）中數(shù)據(jù)即可求解．

解答 解：（1）由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動(dòng)變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法，為了保證滑動(dòng)變阻器起限流作用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該連接“B、C”或“A、D”幾個(gè)接線柱；由題圖可以看出電流表應(yīng)該連接“-”接線柱和“0.6”接線柱，具體連線如圖所示．

（2）由圖可以看出：電壓表的量程是3 V，最小分度為0.1V，所以讀數(shù)是2.20 V；電流表的量程是0.6 A，最小分度為0.02A，所以讀數(shù)是0.44 A；
由于螺旋測(cè)微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出，因此讀數(shù)是1.850×10^-3 m；
米尺的讀數(shù)是40.50 cm-10.00 cm=30.50 cm．
（3）由電阻定律得
ρ=$\frac{RS}{l}$=$\frac{Uπje9jbak^{2}}{IL}$=4.4×10^-5Ω•m
故答案為：（1）如圖所示；　（2）1.850mm；30.50cm；2.20V；0.44A；（3）4.4×10^-5Ω•m

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要明確：
（1）應(yīng)掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要通過(guò)估算來(lái)選擇儀器，注意伏安法時(shí)電流表內(nèi)外接法的選擇方法，以及滑動(dòng)變阻器采用分壓和限流接法的要求．
（2）應(yīng)掌握電壓表與電流表讀數(shù)方法以及“十分之一”、“五分之一”、“二分之一”估讀的含義，并掌握螺旋測(cè)微器的使用及讀數(shù)．
（3）根據(jù)電阻定律求電阻率．