Question

17．如圖1所示是某同學為測量金屬絲電阻率連接的實物圖．圖中ab間接的是待測金屬絲，P為可移動的線夾，R₀為定值電阻．

（1）在圖2方框中畫七實物連接對應的電路圖；
（2）電路中的電阻R₀的作用是起保護電路的作用，能防止電路中出現短路；
（3）閉合開關后，調節P的位置，記錄段的長度x及對應的電壓表的示數U和電流表的示數I，記錄在表格內，并求出$\frac{U}{I}$的值．以$\frac{U}{I}$為縱軸為橫軸，在坐標紙上對測得的數據進行描點，作出圖象，如圖3所示．由圖象可以得到圖線與縱軸交點的截距為2.0，圖線與縱軸的交點表示電流表的內電阻，圖線的斜率為10；如果測得金屬絲的直徑為0.40mm，則該金屬絲的電阻率為1.2×10^-4Ω•m．（保留2位有效數字，π取3.1）

Answer 1

分析 （1）根據實物的連接圖，畫出電路圖即可；
（2）結合電路的結構，分析電路中的電阻R₀的作用即可；
（3）由實驗原理圖可列出關系式R₂I₂=（R₀+R₁）I₁，將電阻定律公式代入，結合（3）中的圖線計算出斜率，代入求出電阻絲的電阻率ρ；

解答 解：（1）根據實物的連接圖，畫出電路圖如圖；

（2）電路中的電阻R₀的連接是與電源串聯，起保護電路的作用，能防止電路中出現短路；
（3）由圖可知，圖線與縱坐標的交點的截距是2.0，由歐姆定律得：$R=\frac{U}{I}-{R}_{A}$
又：$R=\frac{ρx}{S}$
所以：$\frac{U}{I}=\frac{ρx}{S}-{R}_{A}$
所以：$\frac{U}{I}-x$的圖象的斜率為k=$\frac{ρ}{S}$
圖線與縱坐標的交點表示電流表的內電阻；
由圖可知，圖線的斜率：k=$\frac{8.0-2.0}{0.60}=10$
即：$k=\frac{ρ}{S}=10$
所以：$ρ=10S=10π•（\fracp9vv5xb5{2}）^{2}$
代入數據得：ρ=1.2×10^-4Ω•m
故答案為：（1）如圖；（2）起保護電路的作用，能防止電路中出現短路；（3）2.0，電流表的內電阻，10，1.2×10^-4Ω•m

點評 本題考查電阻率的測量，解題關鍵是掌握連接實物圖，會根據描出的點作出關系圖線，明確本實驗的原理，結合電阻定律和圖線，求出要測量的金屬絲電阻率．