Question

小明利用實驗室提供的器材測量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω。他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長度。可供選擇的器材還有：

電池組E（電動勢為3.0V，內阻約1Ω）；  電流表A₁（量程0～100mA，內阻約5W）；

電流表A₂（量程0～0.6A，內阻約0.2Ω）； 電阻箱R（0～999.9W）； 開關、導線若干。

小明的實驗操作步驟如下：

A．用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑；

B．根據所提供的實驗器材，設計并連接好如圖甲所示的實驗電路；

C．調節電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開關；

D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L；

E．改變金屬夾與電阻絲接觸點的位置，調整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏。重復多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L。

F．斷開開關。

①小明某次用螺旋測微器測量電阻絲直徑時其示數如圖乙所示，則這次測量中該電阻絲直徑的測量值d=____________ mm；

②實驗中電流表應選擇_____________（選填“A₁”或“A₂”）；

③小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對應的接入電路中電阻絲長度L的數據，繪出了如圖丙所示的R-L關系圖線，圖線在R軸的截距為R₀，在L軸的截距為L₀，再結合測出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率ρ=________（用給定的物理量符號和已知常數表示）。

④若在本實驗中的操作、讀數及計算均正確無誤，那么由于電流表內阻的存在，對電阻率的測量結果是否會產生影響？若有影響，請說明測量結果將偏大還是偏小。（不要求寫出分析的過程，只回答出分析結果即可）

 

Answer 1

答：                      。

12. （11分）（2）①0.730……（3分） ②A₁……（2分）

③……（3分）     ④不產生影響……（3分）

解析：①根據螺旋測微器讀數規則，該電阻絲直徑的測量值d=0.5mm+0.230mm=0.730 mm；

②由于電阻絲的電阻約為20Ω，電池組E的電動勢為3.0V ，電路中電流小于0.15A，所以實驗中電流表應選擇A₁。

③由電阻絲接入電路部分電阻R’=ρL/S，S=，根據閉合電路歐姆定律，E=I(R+R’+r),聯立解得：R=E/I-r-L，對照R-L關系圖線，可得=R₀/L₀，可求出這種電阻絲材料的電阻率ρ=。

④由于電流表內阻的存在不影響圖線斜率，所以對電阻率的測量結果不會產生影響。