Question

【題目】某同學要測量一較粗金屬絲的電阻率，他用螺旋測微器測量其直徑如圖甲所示，由圖可知其直徑為mm，為精確測量金屬絲的電阻，實驗老師提供了以下實驗器材：
A．金屬絲Rx（約300Ω）
B．電池組（6V，0.05Ω）
C．電流表A1（30mA，內阻約10Ω）
D．電流表A2（3A，內阻約0.1Ω）
E．電壓表V（6V，內阻RV=3kΩ）
F．滑動變阻器R1（2kΩ，0.8A）
G．滑動變阻器R2（50Ω，2A）
H．開關一個，導線若干
⑴該同學根據所給器材的特點，進行了實驗電路的設計，實驗要求通過金屬絲的電流從零開始增加，則電流表應選擇 ， 滑動變阻器應選擇 ． （填器材前的字母標號）
⑵如圖乙所示，該同學只連接了部分導線，請你幫助他完成實驗電路的連接 ．
⑶該同學在實驗中測量得到電壓表的讀數U、電流表的讀數I、電阻絲的長度L和直徑D，則用測量和已知量表示Rx= ， 金屬絲電阻率的表達式為ρ= ．

Answer 1

【答案】4.200；C；G；；；
【解析】解：由圖甲所示可知，螺旋測微器示數為：4.0mm+20.0×0.01mm=4.200mm；（1）通過電阻電阻的最大電流約為：I= = ≈0.020A=20mA，電流表應選擇C；通過金屬絲的電流從零開始增加，滑動變阻器應采用分壓接法，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇最大阻值較小的G．（2）通過金屬絲的電流從零開始增加，滑動變阻器應采用分壓接法；待測金屬絲電阻約為：300Ω，電流表內阻約為：10Ω，電壓表內阻為3kΩ，由于電壓表內阻已知，可以求出通過電壓表的電流，電流表可以采用外接法，電路圖如圖所示：

；（3）由歐姆定律可知，電阻絲的阻值：Rx= ，由電阻定律可知：Rx=ρ =ρ ，則電阻率：ρ= ；

故答案為：（1）4.200；（1）C；G；（2）電路圖如圖所示；（3） ； ．

（1）螺旋測微器，又叫千分尺，當以毫米作單位時小數點后保留三位有效數字。根據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）根據實驗的安全性及精確性結合電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作，在保證安全的前提下要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限流與分壓以及電流表的內接外接法，然后連接實物電路圖．
（4）應用歐姆定律與電阻定律，聯立求出電阻與電阻率．