Question

6．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖1所示，用 米尺測量金屬絲的長度 l=0.810m．金屬絲的電阻大約為 4Ω，先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根 據電阻定律計算出該金屬材料的電阻率．
（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為0.520mm
（2）在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測電阻絲外，還有如下供選擇的實驗器材：
A．直流電源：電動勢約 4.5V，內阻很小
B．電流表 A₁：量程 0～0.6A，內阻 0.125Ω
C．電流表 A₂：量程 0～3.0A，內阻 0.025Ω
D．電壓表 V：量程 0～3V，內阻 3kΩ
E．滑動變阻器 R₁：最大阻值 10Ω
F．滑動變阻器 R₂：最大阻值 50Ω
G．開關、導線等
在可供選擇的器材中，應該選用的電流表是B，應該選用的滑動變阻器是E（都填選項）
（3）根據所選的器材，在如圖2所示的方框中畫出實驗電路圖

（4）若根據伏安法測出電阻絲的電阻為 R_x=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為1.1×10^-6Ω•m（保留二位有效數字）

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器示數．
（2）根據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較小的滑動變阻器．
（3）根據題意確定滑動變阻器與電流表接法，然后作出電路圖．
（4）根據實驗數據，應用電阻定律求出金屬材料的電阻率．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，固定刻度讀數：0.5mm；可動刻度讀數0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋測微器讀數為：0.520mm；
（2）為減小讀數誤差，選小量程電流表，電流表選：B：A₁：量程0～0.6A，內阻0.125Ω；為保證電路安全和實驗的準確性，滑動變阻器應選E，即滑動變阻器R₁；
（3）為保證電路安全，滑動變阻器分壓接法，由題意知，電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示；

（4）由電阻定律得：R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracp9vv5xb5{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{π{R}_{X}p9vv5xb5^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×4.1×（0.520×1{0}^{-3}）^{2}}{4×0.810}$Ω•m≈1.1×10^-6Ω•m．
故答案為：（1）0.520；（2）B；E（3）電路圖如圖所示；（4）1.1×10^-6．

點評 本題關鍵：（1）用伏安法測電阻時安培表內、外接法的選擇原則是“大內小外”，即對于大電阻采用安培表內接法，對于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測量范圍時，滑動變阻器采用分壓式接法．