Question

20．①在“測金屬電阻率”實驗中，螺旋測微器測金屬絲的直徑的讀數(shù)如圖1，則直徑d=0.900mm．

②測得接入電路的金屬絲的長度為l，已知其電阻大約為25Ω．在用伏安法準確測其電阻時，有下列器材供選擇，除必選電源（電動勢1.5V，內阻很小）、導線、開關外，電流表應選A₁，電壓表應選V₂，滑動變阻器應選R₁．（填代號）
并將設計好的測量電路原理圖畫在如圖2的虛框內．
A₁電流表（量程40mA，內阻約0.5Ω）
A₂電流表（量程10mA，內阻約0.6Ω）
V₁電壓表（量程6V，內阻約30kΩ）
V₂電壓表（量程1.2V，內阻約20kΩ）
R₁滑動變阻器（范圍0～10Ω）
R₂滑動變阻器（范圍0～2kΩ）
③若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，用上述
測得的物理量計算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=$\frac{πUp9vv5xb5^{2}}{4Il}$．

Answer 1

分析 ①螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上半刻度讀數(shù)再加可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀；
②根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作應選擇最大阻值減小的滑動變阻器；根據(jù)待測電阻與電表內阻的關系確定電流表接法，根據(jù)待測電阻阻值與滑動變阻器最大阻值間的關系確定滑動變阻器的接法，然后作出電路圖；
③應用歐姆定律與電阻定律求出電阻率的表達式．

解答 解：①由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm；
②電源電動勢為1.5V，則電壓表應選擇V₂；電路最電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.2V}{25Ω}$=0.048A=48mA，電流表應選擇A₁，
為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇R₁；待測電阻阻值約為25Ω，電流表內阻約為0.5Ω，電壓表內阻約為20kΩ，
電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，滑動變阻器最大阻值為10Ω，滑動變阻器最大阻值小于待測電阻阻值，
為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖所示：

③若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則金屬絲電阻為：R=$\frac{U}{I}$，
由電阻定律可知：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\fracp9vv5xb5{2}）^{2}}$，整理得：ρ=$\frac{πUp9vv5xb5^{2}}{4Il}$；
故答案為：①0.900；②A_l；V₂；R₁；電路圖如圖所示；③$\frac{πUp9vv5xb5^{2}}{4Il}$．

點評 設計實驗電路時，要注意滑動變阻器與電流表的接法；若滑動變阻器采用限流式時能限住電流，則應用限流式，因為限流式操作方便且節(jié)能．因本題中電流表和電壓表內阻一定，可以精確測量待測電阻值，此時無所謂電流表內外接法選擇了．