Question

13．某物理興趣小組想測定一電阻R_x約為6Ω的金屬絲的電阻率，除刻度尺和螺旋測微器外，實驗室可供選用的器材還有：
A．電流表（量程為0.6A，內阻約為0.25Ω）
B．電流表（量程為3A，內阻約為0.05Ω）
C．電壓表（量程為3V，內阻約為3kΩ）
D．電壓表（量程為15V，內阻約為15kΩ）
E．滑動變阻器R（0～15Ω，允許通過的最大電流為1A）
F．蓄電池（電動勢均為4V，內阻約為0.1Ω）
G．開關一個，導線若干．
（1）為了減小實驗誤差，實驗時要求電表指針的偏轉均超過其量程的$\frac{1}{3}$，請完成圖甲中虛線框內電路圖的設計，并用相應的符號標注元件．
（2）某次測量時，電壓表的示數(shù)U和電流表示數(shù)I分別如圖乙、丙所示，則U=2.50V，I=0.40A．

（3）用刻度尺測出接入電路的金屬絲的長度L=0.300m，用螺旋測微器測得金屬絲直徑d的示數(shù)如圖丁所示，則d=0.160mm．
（4）根據(jù)以上時間，可得該金屬絲的電阻器ρ=4.2×10^-7Ω•m（結果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電動勢來確定電壓表量程，再依據(jù)最大電流來選取電流表，最后依據(jù)所測電阻的阻值大小來確定電流表內接還是外接；
（2）明確電流表和電壓表讀數(shù)時注意是“幾分之一估讀”：若每小格讀數(shù)是0.1，則應是“$\frac{1}{10}$”估讀，即應估讀到0.01；若每小格讀數(shù)為0.02，則應是“$\frac{1}{2}$”估讀，即應估讀到0.01．
（3）掌握螺旋測微器的讀數(shù)原理和讀數(shù)方法即可．
（4）根據(jù)電阻定律求解．

解答 解：（1）根據(jù)電源選擇電壓表量程，即電壓表V₁，
根據(jù)電路最大電流選擇電流表，I=$\frac{3}{6}$=0.5A，則選擇電流表A₁；
根據(jù)電流表與電壓表的阻值之積大于所測電阻值，因此所測電阻偏小，采用電流表外接法，如下圖所示：

（2）因電壓表的每小格讀數(shù)為0.1V，所以應估讀到0.01V，所以電壓表的讀數(shù)為：U=2.50V；
同理，電流表的每小格讀數(shù)為0.02A，應估讀到0.01A，所以電流表的讀數(shù)為：I=0.40A．
（3）螺旋測微器的讀數(shù)為：d=0.0mm+16.0×0.01mm=0.160mm；
（4）根據(jù)R=ρ$\frac{L}{S}$ 得：ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{R•π（\fracgikqhbk{2}）^{2}}{L}$
代入數(shù)據(jù)解得：ρ=4.2×10^-7Ω•m；
故答案為：（1）如上圖所示；（2）2.50，0.40；（3）0.160； （4）4.2×10^-7．

點評 本題考查了螺旋測微器、電壓表、電流表讀數(shù)，求金屬絲電阻與電阻率問題；螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直，并掌握所測電阻值是偏大，還是偏小的方法，及注意內接法與外接法的區(qū)別．