Question

17．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，某同學(xué)進行了如下操作：
（1）用毫米刻度尺測量接入電路中的金屬絲的有效長度l．再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D，某次測量結(jié)果如圖1所示，則這次測量的讀數(shù)D=0.516mm．
（2）先用歐姆表（×1檔）粗側(cè)，如圖2，再使用電流表和電壓表準確測量金屬絲的阻值．為了安全、準確、方便地完成實驗，除電源（電動勢為4V，內(nèi)阻很�。�、待測電阻絲、導(dǎo)線、開關(guān)外，電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用C，滑動變阻器應(yīng)選用E（選填器材前的字母）．
（3）若采用圖4所示的電路測量金屬絲的電阻，電壓表的左端應(yīng)與電路中的b點相連（選填“a”或“b”）．若某次測量中，電壓表和電流表讀數(shù)分別為U和I，請用上述直接測量的物理量（D、l、U、I）寫出電阻率ρ的計算式：ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
（2）根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器．
（3）根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后確定接線位置；應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出電阻率．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+1.6×0.01mm=0.516mm；
（2）電源電動勢為4.5V，電壓表應(yīng)選擇A；歐姆表使用×1檔，由圖示表盤可知，電阻阻值約為：3×1=3Ω，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{3}$=1A，電流表應(yīng)選擇C，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇E；
（3）待測電阻阻值約為3Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電流表內(nèi)阻約為1Ω，電壓表內(nèi)阻遠大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，電壓表的左端應(yīng)與電路中的b點連接；金屬電阻：R=$\frac{U}{I}$=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\frac{D}{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$；
故答案為：（1）0.516 （0.515～0.518均正確）；（2）A；C；E；（3）b；$\frac{πU{D}^{2}}{4Il}$．

點評 本題考查了螺旋測微器讀數(shù)、實驗器材選擇、電流表接法的判斷、求電阻率，螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)，螺旋測微器需要估讀，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直；要掌握實驗器材的選擇原則．