Question

8．在“探究導體電阻與材料關系”的實驗中，某種待測材料金屬絲接入電路部分的長度約為50cm，所用測量儀器均已校準．
（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結果如圖所示，其讀數應為0.531mm（該值接近多次測量的平均值）．
（2）某實驗小組用伏安法測金屬絲的電阻．記錄實驗數據如下：

次數	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.021	0.065	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由以上實驗數據可知：
①本次實驗的電流表選用的是B、電壓表選用的是C（填以下器材前的字母）．
A．電流表A₁（ 0～100mA，內阻約為l0Ω）
B．電流表A₂（ 0～0.6A，內阻約為0.1Ω）
C．電壓表V₁（0～3V，內阻約為3kΩ）
D．電壓表V₂（0～15V，內阻約為15kΩ）
E．滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）
F．電池組（電動勢為3V，內阻約1Ω）
還有開關、導線若干
由以上數據，畫出測量Rx電路的原理圖
③可以估算出金屬絲電阻率的數量級約為10^-6Ω•m．

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的示數．
（2）①根據電流與電壓的實驗數據選擇電流表與電壓表；
②根據題意確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出電路圖；
③根據實驗數據應用電阻定律求出電阻率．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，其示數為：0.5mm+3.1×0.01mm=0.531mm；
（2）①由表中實驗數據可知，電流表的最大示數是0.520A，則電流表選擇B，電壓表的最大示數為2.30V，電壓表應選擇C；
②待測電阻阻值約為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.10}{0.021}$≈4.76Ω，電壓表內阻約為3kΩ，電流表內阻約為0.1Ω，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，由表中實驗數據可知，電壓與電流的測量范圍較大，電壓與電流的第一組測量值接近電表分度值，滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖所示：

③由電阻定律：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracp9vv5xb5{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πRp9vv5xb5^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×4.76×（0.531×1{0}^{-3}）^{2}}{4×0.50}$≈2.1×10^-6Ω•m，則電阻率的數量級為：10^-6Ω•m．

故答案為：（1）0.531；（2）①B；C；②電路圖如圖所示；③10^-6．

點評 本題考查了螺旋測微器讀數、實驗器材的選擇、設計實驗電路圖、求電阻率，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，螺旋測微器需要估讀；要掌握常用器材的選擇原則；根據題意確定滑動變阻器與電流表接法是設計電路的前提與關鍵．