Question

16．某同學利用圖甲所示電路來測量某金屬絲的電阻率，他的操作步驟如下：
Ⅰ．用螺旋測微器金屬絲的直徑，然后按照圖甲連接電路；
Ⅱ．將夾子固定
Ⅲ．測量接入電路的金屬絲的長度L，檢查電路無誤后閉合開關，讀出電壓表的示數(shù)U，斷開開關，記錄該組數(shù)據(jù)．
Ⅳ．多次改變夾子的位置，重復步驟Ⅲ，得到多組L與U的數(shù)據(jù)．
（1）將步驟Ⅲ補充完整：閉合開關．
（2）在用螺旋測微順測金屬絲的直徑時，某次測量結(jié)果如圖乙所示，則金屬絲的直徑為0.900mm．（該值接近多次測量的平均值）．
（3）處理數(shù)據(jù)時，建立圖丙所示的坐標系，且已經(jīng)描好了點，請作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{L}$圖線．
（4）若所用電源的內(nèi)阻r=1.0Ω，則結(jié)合（3）中所得的圖線可得，該金屬絲的電阻率ρ=6×10^-7Ω•mΩ•m．（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）檢查電路無誤后，應閉合開關，開始實驗；
（2）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)；
（3）根據(jù)描點法作出圖象；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律以及電阻定律求出$\frac{1}{U}$關于$\frac{1}{L}$的關系式，結(jié)合圖象的斜率和截距求解．

解答 解：（1）測量接入電路的金屬絲的長度L，檢查電路無誤后，閉合開關，讀出電壓表的示數(shù)U，斷開關開關，記錄該組數(shù)據(jù)．
（2）由圖示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動刻度示數(shù)為40.0×0.01mm=0.400mm，螺旋測微器示數(shù)為0.5mm+0.400mm=0.900mm．
（3）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：

（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=U+$\frac{U}{R}r$，
R=$ρ\frac{L}{\frac{1}{4}πrhjtdfv^{2}}$，
解得：$\frac{1}{U}=\frac{πjtrtdpn^{2}r}{4Eρ}•\frac{1}{L}+\frac{1}{E}$，
根據(jù)圖象可知，$\frac{1}{E}=0.33$，$\frac{πxtpnxhn^{2}r}{4Eρ}=\frac{2.2-0.8}{4.7-1.2}$
解得：ρ=6×10^-7Ω•m
故答案為：（1）閉合開關；（2）0.900；（3）如圖所示；（4）6×10^-7Ω•m

點評 螺旋測微器示數(shù)等于固定刻度與可動刻度示數(shù)之和，對螺旋測微器讀數(shù)時要注意估讀，對于圖象問題，一般是求出函數(shù)表達式，再結(jié)合圖象的斜率和截距求解，難度適中．