Question

3．測(cè)定某電阻絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量一種電阻值很大的電阻絲直徑，刻度位置如圖所示，則電阻絲的直徑是0.0641cm．
（2）用多用電表的歐姆擋粗測(cè)這種電阻絲的阻值：，．
已知此電阻絲的阻值約為幾十千歐，下面給出了實(shí)驗(yàn)操作步驟：
a．旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)S，使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500V擋，并拔出兩表筆；
b．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆擋調(diào)零旋鈕使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤(pán)上歐姆擋的零刻度，而后斷開(kāi)兩表筆；
c．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻絲的兩端，測(cè)出阻值后，斷開(kāi)兩表筆；
d．旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)S，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋的某一擋位．
合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序是：d、b、c、a（填寫(xiě)相應(yīng)的字母）．旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)其尖端應(yīng)對(duì)準(zhǔn)的歐姆擋位是×1k；根據(jù)該擋位和表中指針?biāo)�示位置，電阻絲的阻值約為3.2×10⁴Ω．
（3）用電流表和電壓表較精確測(cè)定此電阻絲的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供下列可選用的器材：
電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約50kΩ）
電流表A₁（量程200μA，內(nèi)阻約200Ω）
電流表A₂（量程5mA，內(nèi)阻約20Ω）
電流表A₃（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）
滑動(dòng)變阻器R（最大阻值1kΩ）
電源E（電源電壓為4V）
開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線
a．在所提供的電流表中應(yīng)選用A₁（填字母代號(hào)）；
b．在虛線框中畫(huà)出測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路；
（4）分別用L、d、R_X表示電阻絲的長(zhǎng)度、直徑和阻值，則電阻率表達(dá)式為ρ=$\frac{πuftake7^{2}{R}_{X}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)．
（2）使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇合適的擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測(cè)電阻，歐姆表使用完畢后，要把選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋或交流電源最高擋．
（3）根據(jù)電路電流選擇電流表，根據(jù)伏安法測(cè)電阻原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（4）根據(jù)電阻定律求出電阻率表達(dá)式．

解答 解：（1）由圖1所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度示數(shù)為14.1×0.01mm=0.141mm，電阻絲直徑d=0.5mm+0.141mm=0.641mm=0.0641cm．
（2）使用歐姆表測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇合適的擋位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零，再測(cè)電阻，歐姆表使用完畢后，要把選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋或交流電源最高擋，則正確的實(shí)驗(yàn)步驟為：d、b、c、a；電阻絲的阻值約為幾十千歐，旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)其尖端應(yīng)對(duì)準(zhǔn)的歐姆擋位是×1k，由圖示歐姆表可知，電阻絲的阻值為32×1000=3.2×10⁴Ω．
（3）a、電路最大電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{3.2×1{0}^{4}}$≈1×10^-4A=100μA，電流表應(yīng)選A₁；
b、待測(cè)電阻阻值約為3.2×10⁴Ω=32kΩ，滑動(dòng)變阻器最大阻值為1kΩ，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電流表內(nèi)阻為200Ω，電壓表內(nèi)阻為50kΩ，相對(duì)來(lái)說(shuō)，待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，電流表應(yīng)采用內(nèi)接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（4）電阻絲電阻R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracue2728x{2}）^{2}}$，電阻率ρ=$\frac{πn3g2z62^{2}{R}_{X}}{4L}$；
故答案為：（1）0.0641；（2）d、b、c、a；×1k；3.2×10⁴；（3）a、A₁；b、電路圖如圖所示；（4）$\frac{πxroj63e^{2}{R}_{X}}{4L}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器的讀數(shù)、用歐姆表測(cè)電阻的步驟、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題；螺旋測(cè)微器需要估讀；確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵．