Question

為了測量一精密金屬絲的電阻率：（1）先用多用電表初測其電阻約為6Ω，然后用螺旋測微器測其直徑為______mm，測其長度是132.2mm．
（2）除待測金屬絲外，實驗室還備有的實驗器材如下：
A．電壓表V₁（量程3V，內阻約為15Ω）    
B．電壓表V₂（量程l5V，內阻約為75kΩ）
C．電流表A₁（量程3A，內阻約為0.2Ω）   
D．電流表A₂（量程600mA，內阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～5Ω，0.6A）
F．滑動變阻器R₂（0～2000Ω，0.1A）
G．輸出電壓為3V的直流穩壓電源E        H．電阻箱    I．開關S，導線若干
為了減小實驗誤差，需進一步測其電阻而采用伏安法，則上述器材中電壓表應選用______ （填序號），電流表應選用______ （填序號），滑動變阻器應選用______ （填序號）；圖乙中最合理的電路圖應選擇______．如果金屬絲直徑為D，長度為L，所測電壓為U，電流為I，寫出計算電阻率的表達式ρ=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
（2）根據電源的電動勢選擇電壓表，根據電流的最大值選擇電流表，滑動變阻器變化范圍要小點，便于調節，同時運用伏安法電流表外接法，變阻器分壓式來測量金屬絲的電阻，誤差較小，根據歐姆定律及電阻定律求出電阻率的表達式．
解答：解：（1）螺旋測微器固定刻度讀數為0.5mm，可動刻度的讀數為0.01×11.8=0.118mm，所以最終讀數為0.618mm．
（2）電源電動勢為3V，所以電壓表選擇電壓表V₁（量程3V，內阻約為15Ω），I_max==0.5A，所以電流表選擇電流表A₂（量程600mA，內阻約為1Ω），為零方便調節，滑動變阻器變化范圍要小點，故選滑動變阻器R₁（0～5Ω，0.6A），
由于金屬絲的電阻較小，則選擇電流表外接法．并為了減少實驗誤差，且在實驗中獲得較大的電壓調節范圍，所以變阻器要選擇分壓式接法．故選：d 
根據歐姆定律得：R=，根據電阻定律得：R=，解得：ρ=
故答案為：（1）0.618；（2）A，D，E，d，
點評：掌握螺旋測微器的讀數方法，測量電阻最基本的原理是伏安法，電路可分為測量電路和控制電路兩部分設計．測量電路要求精確，誤差小，可根據電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數關系，選擇電流表內、外接法．控制電路關鍵是變阻器的分壓式接法或限流式接法，難度適中．