Question

【題目】在“測定金屬的電阻率”的實驗中，金屬絲的阻值約為5，某同學(xué)先用刻度尺測量金屬絲的長度l=50.00cm，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時刻度位置如圖所示，再用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率。

①該電阻絲直徑的測量值d=__________ mm；

②實驗中能提供的器材有：

A．電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約3k）

B．電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約15k）

C．電流表A1（量程0～3A，內(nèi)阻約0.01）

D．電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1）

E．滑動變阻器R1（0～20）

F．滑動變阻器R2（0～500）

G．電源E（電動勢為3.0V）及開關(guān)和導(dǎo)線若干

該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進行測量，則電壓表應(yīng)選擇_______，電流表應(yīng)選擇 _______，滑動變阻器應(yīng)選擇______ ，（選填各器材前的字母）。要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，并能較準(zhǔn)確地測出電阻絲的阻值，實驗電路應(yīng)選用圖 _______ 。

③該同學(xué)建立U-I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的五個坐標(biāo)點，還有一次測量的電壓表和電流表示數(shù)如圖所示，請根據(jù)測量數(shù)據(jù)將坐標(biāo)點補全，并描繪出U-I圖線______________ 。由圖線數(shù)據(jù)可計算出金屬絲的電阻為_____Ω（保留兩位有效數(shù)字）。設(shè)被測金屬絲電阻為R，則該金屬材料電阻率的表達式是________（用題目給出的物理量符號表示）。

④實驗中使用的電流表內(nèi)阻為RA，電壓表內(nèi)阻為RV，若考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，圖U-I圖像中圖線斜率k與該金屬材料的電阻率ρ的關(guān)系是k=___________（用題目給出的物理量符號表示）。

Answer 1

【答案】 0.233; A； D； E； 丁； ； ； ；

【解析】（1）由圖示螺旋測微器可知，固定刻度讀數(shù)為0，可動刻度讀數(shù)為，故螺旋測微器的讀數(shù)為0.233mm；

（2）已知金屬絲電阻約為，電源電壓為3V，為了測量精確，電壓表應(yīng)選擇電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約3k），故選A；根據(jù)得電路中電流最大為0.6A，為了測量精確，選擇電流表電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1），故選D；滑動變阻器應(yīng)選擇阻值與金屬絲電阻接近的，才能使得改變滑動變阻器滑片時，方便實驗所以選擇滑動變阻器R1（0～20），故選E；要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，滑動變阻器采用線路式，由于，所以電表采用外接法，實驗電路應(yīng)選用圖丁；

（3）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，描繪出U-I圖線如圖

根據(jù)歐姆定律，由圖線數(shù)據(jù)可計算出金屬絲的電阻為；

設(shè)被測金屬絲電阻為R，則有，該金屬材料電阻率的表達式是；

(4)實驗中使用的電流表內(nèi)阻為RA，電壓表內(nèi)阻為RV，若考慮電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，則有，，圖U-I圖像中圖線斜率k與該金屬材料的電阻率ρ的關(guān)系是