Question

【題目】在“測量金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)、待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm。

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖1所示，其讀數(shù)為_______mm（該值接近多次測量的平均值）。

（2）用伏安法測金屬絲的電阻。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻不計(jì)）、電流表（內(nèi)阻約0．1 Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3 kΩ）、滑動(dòng)變阻器（0～20 Ω，額定電流2 A），開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	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	0．020	0．060	0．160	0．220	0．340	0．460	0．520

由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量是采用圖2中的圖_______（填“甲”或“乙”）。

（3）圖3 是測量的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)（2）所選的電路圖，補(bǔ)充完圖3中實(shí)物間的連線，并使開關(guān)閉合瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。

（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖4所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值=_______Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（5）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_______（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。

A．1×10-2 Ωm B．1×10-3 Ωm

C．1×10-6 Ωm D．1×10-5 Ωm

（6）任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測量儀器均已校準(zhǔn)，下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是_______。

A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差

C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差

D．用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差

Answer 1

【答案】（1）0．396～0．399 （2）甲 （3）連線如圖 （4）4．3～4．7（5）C （6）CD

【解析】（1）螺旋測微器的讀數(shù)：0．01 mm×39．8=0．398 mm；

（2）由記錄數(shù)據(jù)根據(jù)歐姆定律可知金屬絲的電阻Rx約5Ω，則有，屬于小電阻，用電流表外接法測量誤差小，由題知是用伏安特性曲線來測量電阻的，就要求電壓電流從接近0開始調(diào)節(jié)，所以應(yīng)該采用分壓接法，故選甲。

（3）注意連圖時(shí)連線起點(diǎn)和終點(diǎn)在接線柱上并且不能交叉，結(jié)合（2）可知應(yīng)該連接成外接分壓接法（甲），那么在連線時(shí)斷開開關(guān)且使Rx兩端的電壓為0。先連外接電路部分，再連分壓電路部分，此時(shí)滑片P必須置于變阻器的左端。實(shí)物圖如圖所示。

（4）描繪出第2、4、6三個(gè)點(diǎn)后可見第6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)誤差太大舍去，然后出U-I圖線。如圖所示，其中第4次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)在描繪出的U-I圖線上，有：Rx=。

（5）根據(jù)電阻定律，得，代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出ρ=1×10-6 Ωm，故選C。

（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，可將誤差分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差；由于實(shí)驗(yàn)原理、儀器結(jié)構(gòu)上不夠完善等原因會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差；在相同條件下，對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測量，由于各種偶然因素，會(huì)出現(xiàn)測量值時(shí)而偏大，時(shí)而偏小的誤差現(xiàn)象，這種誤差叫做偶然誤差；由此可見，電流表、電壓表的內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差，電流表、電壓表的讀數(shù)引起的誤差和讀取數(shù)據(jù)時(shí)帶來的誤差屬于偶然誤差，多次測量取平均值可減少偶然誤差。用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，故A錯(cuò)誤；由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，不可避免的，故B錯(cuò)誤；若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差，故C正確；用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻，可以減小偶然誤差，故D正確。