Question

7．某興趣小組在做“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)粗測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，從實(shí)驗(yàn)室找出以下供選擇的器材：
A．電池組（3V，內(nèi)阻約1Ω）                  B．電流表A₁（0～3A，內(nèi)阻0.012 5Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）        D．電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻4kΩ）
E．電壓表V₂（0～15V，內(nèi)阻15kΩ             F．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，允許最大電流1A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（0～2 000Ω，允許最大電流0.3A）        H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）上述器材中，電流表應(yīng)選C，電壓表應(yīng)選D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F（填寫器材前的字母）．電路應(yīng)選乙，（填甲圖或乙圖）．

（2）若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖，則讀為0.900 mm．
（3）若用L表示金屬絲的長(zhǎng)度，d表示直徑，測(cè)得電阻為R，請(qǐng)寫出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ=$\frac{πRpjlnzhh^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）關(guān)鍵電源的電壓選取電壓表，根據(jù)電壓表選取電流表，根據(jù)題目要求確定滑線變阻器的阻值選取變阻器．電路圖的設(shè)計(jì)注重電表的接法和滑線變阻的接法；
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度最小分度為1mm，可動(dòng)刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度讀出整毫米數(shù)包括半毫米數(shù)，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小數(shù)部分；
（3）根據(jù)電阻定律的公式推導(dǎo)電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）由于電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，電表讀數(shù)要達(dá)到半偏，則電壓表選D；由I=$\frac{E}{R+r}=\frac{3}{5+1}=0.5$A，可知電路中最大電流約為0.5 A，則電流表選C；為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，故電阻不能太大，選F，為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，由R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，電流表采用外接法，故電路選乙圖，
（2）由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm；
（4）根據(jù)$R=ρ\frac{L}{S}$，其中S=$\frac{1}{4}πpzjp1rj^{2}$，
得：ρ=$\frac{πRxt5pd9r^{2}}{4L}$
故答案為：（1）C；D；F；乙；（2）0.900；（3）$\frac{πRxr5jxxr^{2}}{4L}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、電表讀數(shù)、螺旋測(cè)微器讀數(shù)，要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法，讀數(shù)時(shí)視線要與刻度線垂直；根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵．