Question

10．某興趣實驗小組在測定某電阻絲的電阻率時，從實驗室中選擇的實驗器材有：螺旋測微器、米尺、內阻為1Ω的雙量程電流表、內阻為5kΩ的雙量程電壓表、電動勢為6.0V內阻可忽略不計的電源、最大阻值為20Ω的滑動變阻器、阻值約為5Ω的電阻絲、電建和若干導線．
根據以上的實驗器材回答下列問題：

（1）請根據自己設計的電路將圖甲中的實物圖連接完整．
（2）用螺旋測微器測量的電阻絲直徑和用米尺測量的接入電路的電阻絲長度分別如圖乙所示，則該電阻絲的直徑d為1.850mm，電阻絲的長度L為30.50cm．在利用伏安法測量該電阻絲的阻值時，某次測量的電壓表和電流表的示數如圖丙所示，則該電阻絲兩端的電壓U為2.20V，流過電阻絲的電流I為0.44A．
（3）由以上測量的數據可得電阻絲的電阻率是4.4×10^-5Ω•m（結果保留1位小數）．

Answer 1

分析 （1）根據電源電動勢大小選擇電壓表量程；根據I=$\frac{U}{{R}_{x}}$求出通過電流表的最大電流來選擇電流表量程；根據電壓表內阻遠大于待測電阻可知電流表應選外接法；根據待測電阻小于變阻器全電阻可知變阻器可以用限流式接法．
（2）明確各種儀器的讀數原理和估讀要求，對刻度尺、電流表及電壓表：
若最小分度出現“1”則可以估讀到最小刻度的$\frac{1}{10}$；若最小分度出現“2”則應估讀到最小分度的$\frac{1}{2}$；若最小分度出現“5”則應估讀到最小分度的$\frac{1}{5}$，對螺旋測微器讀數時注意半毫米刻度線，以及估讀到0.001mm即可；
（3）根據電阻定律列式，利用（2）中數據即可求解．

解答 解：（1）由于金屬絲的電阻比電壓表的內阻小得多，因此采用電流表外接法；由于金屬絲的電阻比滑動變阻器的總電阻要小，因此采用限流式接法，為了保證滑動變阻器起限流作用，滑動變阻器應該連接“B、C”或“A、D”幾個接線柱；由題圖可以看出電流表應該連接“-”接線柱和“0.6”接線柱，具體連線如圖所示．

（2）由圖可以看出：電壓表的量程是3 V，最小分度為0.1V，所以讀數是2.20 V；電流表的量程是0.6 A，最小分度為0.02A，所以讀數是0.44 A；
由于螺旋測微器的半毫米刻度線已經露出，因此讀數是1.850×10^-3 m；
米尺的讀數是40.50 cm-10.00 cm=30.50 cm．
（3）由電阻定律得
ρ=$\frac{RS}{l}$=$\frac{Uπp9vv5xb5^{2}}{IL}$=4.4×10^-5Ω•m
故答案為：（1）如圖所示；　（2）1.850mm；30.50cm；2.20V；0.44A；（3）4.4×10^-5Ω•m

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，要明確：
（1）應掌握電學實驗中，要通過估算來選擇儀器，注意伏安法時電流表內外接法的選擇方法，以及滑動變阻器采用分壓和限流接法的要求．
（2）應掌握電壓表與電流表讀數方法以及“十分之一”、“五分之一”、“二分之一”估讀的含義，并掌握螺旋測微器的使用及讀數．
（3）根據電阻定律求電阻率．