Question

7．某興趣小組用“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度，他們查得金屬絲電阻率為ρ，并粗測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，實(shí)驗(yàn)室中有以下供選擇的器材：
A．電池組（3V，內(nèi)阻約1Ω）
B．電流表A₁（0～3A，內(nèi)阻0.0125Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω）
D．電壓表V₁（0～3V，內(nèi)阻4kΩ）
E．電壓表V₂（0～15V，內(nèi)阻15kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，允許最大電流1A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（0～2000Ω，允許最大電流0.3A）
G．開關(guān)，導(dǎo)線若干．
（1）為了實(shí)驗(yàn)電路更節(jié)能，且測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，測(cè)金屬絲電阻時(shí)電流表應(yīng)選C，電壓表選D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F（填寫儀器前字母代號(hào)）
（2）將設(shè)計(jì)的電路圖畫在下面虛線框內(nèi)．

（3）若用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲直徑d的讀數(shù)如圖，則直徑d=0.950mm．
（4）若用d表示直徑，測(cè)得電阻為R，則金屬絲的長(zhǎng)度為$\frac{Rπnbpvbv5^{2}}{4ρ}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源的電壓選取電壓表，根據(jù)電壓表選取電流表，根據(jù)題目要求確定滑線變阻器的阻值選取變阻器．
（2）電路圖的設(shè)計(jì)注重電表的接法和滑線變阻的接法．
（3）螺旋測(cè)微器固定刻度最小分度為1mm，可動(dòng)刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度讀出整毫米數(shù)包括半毫米數(shù)，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小數(shù)部分．
（4）根據(jù)電阻定律的公式推導(dǎo)電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）由于電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，電表讀數(shù)要達(dá)到半偏，則電壓表選D；
由I=$\frac{E}{R+r}$ 可知電路中最大電流約為0.5 A，則電流表選C；
為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，故電阻不能太大，選F；
（2）電源電壓為3v，由I=$\frac{E}{R+r}$ 可知電路中最大電流約為0.5 A，為了使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，由R_x＜$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}$，電流表采用外接法．
電路見右圖：

（3）由主尺上讀出0.5mm，螺旋尺上讀數(shù)為45.0×0.01mm，兩者和為：0.950mm；
（4）由電阻定律：R=ρ$\frac{L}{S}$
而S=π（$\fracdnl5thl{2}$）²
得：L=$\frac{Rπtpdb5d3^{2}}{4ρ}$
故答案為：（1）C；D；F；（2）如上圖所示；（3）0.950；（4）$\frac{Rπvtr5ljn^{2}}{4ρ}$．

點(diǎn)評(píng) 電學(xué)實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)注意電表接法和滑線變阻器的連接方法，再加儀器的選擇，并掌握電阻定律的內(nèi)容，注意螺旋測(cè)微器的讀數(shù)有估計(jì)值．