Question

實驗室新進了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.8×10^-8Ω?m．課外活動小組的同學設計了一個實驗來測算螺線管使用的金屬絲長度．他們選擇了多用電表、電流表（內阻約為3Ω）、電壓表（內阻約為2KΩ）、開關、滑動變阻器、螺旋測微器（千分尺）、導線和學生電源等．
（1）他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個步驟：（請填寫第②步操作）
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻“X1”檔；
②

 

；
③把紅、黑表筆分別于螺線管金屬絲的兩端相接，多用電表的示數如圖甲所示．

（2）根據多用電表示數，為了減小實驗誤差，要求在實驗中獲得較大的電壓調節范圍，請在圖乙的虛線框內畫出測量金屬絲電阻的電路圖；
（3）他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數如圖丙所示，金屬絲的直徑為

 

 mm；
（4）根據多用電表測得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個螺線管所用金屬絲的長度約為

 

m．（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）使用多用電表測電阻時，選檔后要先進行歐姆調零；
（2）伏安法測電阻要注意電流表內接還是外接，滑動變阻器分壓還是限流；
（3）螺旋測微器的讀數等于固定刻度讀數與可動刻度讀數之和，需要估讀；
（4）由電阻定律已知電阻率、電阻及橫截面積，則可求出金屬絲的長度．

解答：解：（1）使用多用電表測電阻時，選檔后要先進行歐姆調零，具體操作是：紅黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕，使指針指0Ω；
（2）由多用電表知被測電阻阻值約為4Ω，而

RARV

=

3×2000

≈260Ω＞4Ω，故被測電阻為小電阻，用電流表外接．
由題意要求在實驗中獲得較大的電壓調節范圍，故滑動變阻器采用分壓接法，故電路圖如圖：

（3）螺旋測微器固定刻度讀數為0mm，可動刻度讀數為26.0×0.01mm=0.260mm，
故最終讀數為：0mm+0.260mm=0.260mm；
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=

4×(0.130×10-3)2

1.8×10-8

≈12m   
故答案為：（1）紅黑表筆短接，調節歐姆調零旋鈕，使指針指0Ω；
（2）如圖．
（3）0.260；（4）12．

點評：歐姆調零與機械調零要區分，前者是調節歐姆表內的滑動變阻器的電阻來使電流表達到滿偏；后者是螺絲刀調節指針使其電流為零．