Question

10．某興趣小組在做“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，通過粗測電阻絲的電阻約為5Ω，為了使測量結果盡量準確，則以下可供選擇的器材：
A．電池組（3V，內阻不計）
B．電流表A₁（0～3A，內阻0.012 5Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A，內阻約0.125Ω）
D．電壓表V₁（0～3V，內阻4kΩ）
E．電壓表V₂（0～15V，內阻15kΩ）
F．滑動變阻器R₁（0～20Ω，允許最大電流1A）
G．滑動變阻器R₂（0～2 000Ω，允許最大電流0.3A）
H．開關、導線若干
（1）實驗時應從上述器材中選用ACDFH（填寫儀器前字母代號）．
（2）測電阻時，電流表、電壓表、待測電阻R_x在組成測量電路時，應采用安培表外接法，若滑動變阻器采用分壓接法，請按設計的電路完成圖2實物圖的連線．

（3）若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數如圖1，則讀數為2.937 mm．
（4）若用L表示金屬絲的長度，d表示直徑，測得電阻為R，請寫出計算金屬絲電阻率的表達式ρ=$\frac{πRwulzn3y^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）根據伏安法測電阻的實驗原理選擇實驗器材；
（2）根據待測電阻與電表內阻的關系確定電流表接法，然后連接實物電路圖；
（3）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器的示數；
（4）根據電阻定律求出電阻率的表達式．

解答 解：（1）應用伏安法測電阻阻值，需要：電源、導線與開關，電源電動勢為3V，則電壓表應選擇D，電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，則電流表應選擇C，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇F，故需要的實驗器材有：ACDFH；
（2）待測電阻阻值約為5Ω，電流表內阻約為：0.125Ω，電壓表內阻約為：4kΩ，電壓表內阻遠大于待測電阻阻值，電流表應采用外接法，滑動變阻器采用分壓接法，實物電路圖如圖所示：

（3）由圖示螺旋測微器可知，其示數為：2.5mm+43.7×0.01mm=2.937mm；
（4）金屬絲電阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fraco89s9do{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πRfv0qlj0^{2}}{4L}$；
故答案為：（1）ACDFH；（2）外；實物電路圖如圖所示；（3）2.937；（4）$\frac{πRbwvocl9^{2}}{4L}$．

點評 本題考查了實驗器材的選擇、連接實物電路圖、螺旋測微器讀數、求電阻率表達式；要掌握實驗器材的選擇原則；根據題意確定電流表的接法是連接實物電路圖的關鍵．