Question

育才中學(xué)高2013級(jí)某科技創(chuàng)新小組在小制作中需要1.00Ω的定值電阻．由于實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有合適的電阻，他們打算用一段導(dǎo)線代替．他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室找到了兩圈長(zhǎng)度均為100.00m的粗細(xì)均勻的導(dǎo)線圈a、b，他們用螺旋測(cè)微器測(cè)出b線圈導(dǎo)線的直徑和用多用電表“R×100”檔粗測(cè)b線圈的總電阻示數(shù)如圖甲、乙所示．

（1）導(dǎo)線b直徑：d=

0.238

mm； 由多用電表得線圈b的總電阻約：R_b=

2400

Ω
（2）接著測(cè)出線圈a、b的U-I圖象如圖丙所示，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材可選：
A．電流表A₁（600mA，1.0Ω ）；     B．電流表A₂（40m A，10.0Ω）；
C．電壓表V₁（3V，6kΩ）；         D．電壓表V₂（50V，20kΩ）；
E．滑動(dòng)變阻器R₁（100Ω，1.0A）；    F．滑動(dòng)變阻器R₂（10Ω，2A）；
G．直流電源E  （50V，0.05Ω）；      H．開(kāi)關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干．
以上器材中，要求實(shí)驗(yàn)測(cè)b線圈的伏安特性曲線，且在實(shí)驗(yàn)時(shí)需測(cè)出多組有關(guān)數(shù)據(jù)和盡可能高的測(cè)量精度．電流表選用：

B

；電壓表選用：

D

；滑動(dòng)變阻器選用：

E

．（只填儀器前的字母代號(hào)）．請(qǐng)?jiān)诖痤}卷的虛線框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（3）最后，他們決定用線圈a的一段導(dǎo)線來(lái)替代1.00Ω的電阻，他們應(yīng)將長(zhǎng)度L=

0.2

m的導(dǎo)線接入電路．

Answer 1

分析：（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)；歐姆表讀數(shù)=表盤(pán)讀數(shù)×倍率；
（2）根據(jù)I-U圖象得到測(cè)量時(shí)的電壓和電流值，選擇合適的電流表和電壓表；滑動(dòng)變阻器的電流不能超過(guò)額定電流；滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電流表采用內(nèi)接法；
（3）先根據(jù)I-U圖象得到電阻，再結(jié)合電阻定律求解1.00Ω的導(dǎo)線的長(zhǎng)度．

解答：解：（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)=0+0.01mm×23.8=0.238mm；
歐姆表讀數(shù)=表盤(pán)讀數(shù)×倍率=24×100=2400Ω；
（2）根據(jù)I-U圖象得到測(cè)量時(shí)的最大電壓測(cè)量值為46V，電流值的最大測(cè)量值為40mA，故電壓表選擇V₂，電流表選擇A₂；
滑動(dòng)變阻器R₁電流約為：I=

50V

100Ω

=0.5A，小于額定電流；
滑動(dòng)變阻器R₂電流約為：I=

50V

10Ω

=5A，大于額定電流；
故滑動(dòng)變阻器選用R₁；
滑動(dòng)變阻器阻值小于導(dǎo)線電阻，采用分壓式接法；
導(dǎo)線電阻較大，采用安培表內(nèi)接法；
電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)I-U圖象得到線圈a的電阻為：R_a=

20V

0.04A

=500Ω；
線圈的長(zhǎng)度為100m，故每米5Ω，長(zhǎng)度0.2m的電阻即為1歐姆．
故答案為：
（1）0.238（0.237-0.239），2400．（2）B、D、E． （3）0.2．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理、誤差來(lái)源，會(huì)根據(jù)誤差情況設(shè)計(jì)電路圖，不難．