Question

在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，若用歐姆表粗測(cè)得知電阻絲R_x的阻值約為4 Ω，為較精確地測(cè)量金屬絲的電阻，并要求金屬絲發(fā)熱功率P<1.25 W，需要另行設(shè)計(jì)電路進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)室備有的部分儀器有：

A．電動(dòng)勢(shì)6 V的電池組E；

B．兩擋電流表A(量程0～0.6 A，內(nèi)阻0.13 Ω；量程0～3.0 A，內(nèi)阻0.025 Ω)；

C．兩擋電壓表V(量程0～3.0 V，內(nèi)阻3 kΩ；量程0～15 V，內(nèi)阻15 kΩ)；

D．滑動(dòng)變阻器R₁(0～100 Ω，最大允許電流1 A)；

E．滑動(dòng)變阻器R₂(0～20 Ω，最大允許電流1 A)．

(1)上述器材中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________．

(2)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表、電壓表指針位置如圖K33－7甲所示；螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑、米尺測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度如圖乙所示，由圖可知各物理量的測(cè)量值為：金屬絲直徑的測(cè)量值d ＝________mm；金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值L＝________cm.根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出所測(cè)金屬絲的電阻率ρ ＝________Ω·m(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．

甲

乙

圖K33－7

Answer 1

 (1)R₂ 　(2)如圖所示　(3)0.380　31.00　1.8×10^－6

[解析] (1)由電功率公式P＝I²R，代入數(shù)據(jù)解得電阻絲的額定電流約為0.56 A，額定電壓約為0.56×4 V＝2.24 V．由閉合電路歐姆定律得電路中的總電阻應(yīng)大于10.7 Ω，為了便于調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₂.

(2)滑動(dòng)變阻器使用限流接法，由于電阻絲電阻較小，電流表采用外接法，電路圖如圖所示．

(3)從圖乙中讀出金屬絲的直徑為0.380 mm，金屬絲的長(zhǎng)度為41.00 cm－10.00 cm＝31.00 cm，從圖甲中讀出電壓表示數(shù)2.50 V，電流表示數(shù)0.50 A，由歐姆定律計(jì)算出電阻值為5 Ω.根據(jù)電阻定律R＝ρ，金屬絲的截面積S＝，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電阻率ρ＝1.8×10^－6Ω·m.