Question

4．在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖1所示，用米尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度l=0.810m．金屬絲的電阻大約為4Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．

（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為0.520mm．
（2）在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)電阻絲外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
A．直流電源：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很��；
B．電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；
C．電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；
D．電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；
F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值50Ω；   G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等．
在上述可供選擇的器材中，應(yīng)該選用哪些儀器A、B、D、F、G（填入儀器前相應(yīng)字母）．
（3）根據(jù)所選的器材，在如圖2示的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（4）若根據(jù)伏安法測(cè)出電阻絲的電阻為R_x=4.1Ω，則這種金屬材料的電阻率為1.0×10^-6Ω•m．（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)=固定刻度讀數(shù)+半刻度讀數(shù)+可動(dòng)刻度讀數(shù)；
（2）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)、待測(cè)電阻阻值與所選電流表選擇滑動(dòng)變阻器．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器接法，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻關(guān)系確定電流表接法，作出電路圖．
（4）根據(jù)電阻定律求出金屬絲的電阻率．

解答 解：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度讀數(shù)：0.5mm；可動(dòng)刻度讀數(shù)0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋測(cè)微器讀數(shù)為：0.520mm；
（2）為減小讀數(shù)誤差，選小量程電流表，故選電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻0.125Ω，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值50Ω，除此之外，實(shí)驗(yàn)還需要：電源、電壓表、開(kāi)關(guān)與導(dǎo)線，因此需要的實(shí)驗(yàn)器材有：A、B、D、F、G；
（3）為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，由題意知，電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（4）由電阻定律得：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracuq9yy0t{2}）^{2}}$，電阻率ρ=$\frac{πemgytck^{2}U}{4L}$=$\frac{3.14×（0.520×1{0}^{-3}）^{2}×4.1}{4×0.810}$≈1.0×10^-6Ω•m．
故答案為：（1）0.520；（2）A、B、D、F、G；（3）電路圖如圖所示；（4）1.0×10^-6．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵：（1）用伏安法測(cè)電阻時(shí)安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對(duì)于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對(duì)于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測(cè)量范圍時(shí)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．