Question

在“測(cè)定金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)合金電阻絲阻值R約為10Ω．
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量電阻絲的長(zhǎng)度L．測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，圖中讀數(shù)為L(zhǎng)=

 

mm，用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲的直徑d．測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為d=

 

mm；
（2）為了測(cè)量該電阻絲的電阻R，除了導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)S外，還有以下器材可供選擇：
電壓表V₁，量程0～3V，內(nèi)阻約30kΩ
電壓表V₂，量程0～15V，內(nèi)阻約150kΩ
電流表A₁：量程0～3A，內(nèi)阻約0.03Ω
電流表A₂：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
滑動(dòng)變阻器R₁：0～5Ω，
滑動(dòng)變阻器R₂：0～2000Ω
電源E（電動(dòng)勢(shì)為4V）
為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用

 

，電流表應(yīng)選用

 

，滑動(dòng)變阻器應(yīng)
選用

 

．（填器材的符號(hào)）
（3）在圖丙中所給的實(shí)物圖中畫出連線，連成測(cè)量電路圖．
（4）若電壓表測(cè)量值為U，電流表測(cè)量值為I，用測(cè)量的物理量表示計(jì)算電阻絲電阻率的公式是

 

．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺的示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù)；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)．
（2）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（4）應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出電阻絲電阻率表達(dá)式．

解答：解：（1）由圖甲所示游標(biāo)卡尺可知，其主尺示數(shù)為5.4cm=54mm，游標(biāo)尺示數(shù)為5×0.1mm=0.5mm，游標(biāo)卡尺示數(shù)為54mm+0.5mm=54.5mm；由圖乙所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋測(cè)微器所示為0.5mm+0.355mm=0.855mm．
（2）電源電動(dòng)勢(shì)為4V，待測(cè)電阻約10Ω，電流約0.4 A，所以電流表選A₂，電壓表選V₁，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．
（3）金屬絲電阻約為10Ω，電壓表內(nèi)阻約為30kΩ，電流表內(nèi)阻約為0.2Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表采用外接法；金屬絲電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值為5Ω，待測(cè)電阻阻值大于滑動(dòng)變阻器最大阻值，為測(cè)量多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，據(jù)此連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示．

（4）由歐姆定律可知，待測(cè)金屬絲電阻R=

U

I

，由電阻定律可知，R=ρ

L

S

=ρ

L

π( d 2 )2

，則金屬絲電阻率ρ=

πd2U

4IL

．
故答案為：（1）54.5；0.855；（2）V₁；A₂；R₁；（3）電路圖如圖所示；（4）ρ=

πd2U

4IL

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，游標(biāo)卡尺不需要估讀，螺旋測(cè)微器需要估讀．