Question

在“測定金屬導體的電阻率”的實驗中，待測金屬導線的電阻R_x約為3Ω．實驗室備有下列實驗器材
A．電壓表V₁（量程3V，內阻約為15KΩ）             B．電壓表V₂ （量程15V，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．變阻器R₁ （0～10Ω，1.0A）                      F．變阻器R₂ （0～100Ω，0.3A）
G．電池E（電動勢為3V，內阻約為0.3Ω）             H．開關S，導線若干

（1）提高實驗精確度，減小實驗誤差，應選用的實驗器材有______．
（2）為了減小實驗誤差，應選用下圖中______（填“a”或“b”）為該實驗的電原理圖，并按所選擇的原理圖把實物圖用導線連接起來．
（3）用刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm，用螺旋測微器測得導線的直徑為0.635mm，兩電表的示數分別如下圖所示，則電阻值為______Ω，電阻率為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據電源電動勢選擇電壓表，由歐姆定律求出電路最大電流，根據該電流選擇電流表與滑動變阻器；
（2）根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表采用內接法還是外接法，然后選擇實驗電路；
（3）由圖示電表確定電表量程與分度值，讀出電表示數，由歐姆定律求出電阻阻值；最后由電阻定律求出金屬導線的電阻率．
解答：解：（1）伏安法測電阻，需要：G、電池E（電動勢為3V，內阻約為0.3Ω），H、開關S，導線若干，電源電動勢是3V，因此電壓表可選：A、電壓表V₁（量程3V，內阻約為15KΩ），電路最大電流I===1A，如果選用量程是3A的電流表，電流表指針偏轉角度不到電表刻度的三分之一，為提高實驗精度，電流表可選：D．電流表A₂（量程600mA，內阻約為1Ω），滑動變阻器F的額定電流太小，因此滑動變阻器應選E．變阻器R₁ （0～10Ω，1.0A）；即需要的實驗器材有：ADEGH；
（2）==5000，==3，＞，電流表應選擇外接法，因此實驗電路應選b．
根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．
（3）電壓表量程是3V，由圖示電壓表可知，電壓表分度值是0.1V，電壓表示數是1.2V，
電流表量程是600mA=0.6A，由圖示電流表可知電流表分度值是0.02A，電流表示數是0.50A，
電阻阻值R===2.4Ω，由電阻定律可知，R=ρ=ρ，
則電阻率ρ==≈1.3×10^-6Ω?m；
故答案為：（1）ADEGH；（2）b，電路圖如圖所示；（3）2.4，1.3×10^-6Ω?m．
點評：本題考查了實驗器材的選取、實驗電路的選擇、連接實物電路圖、電表讀數、求電阻、求電阻率等問題；要掌握實驗器材的選取原則：安全性原則、精確性原則、方便實驗操作；對電表讀數時，要先確定電表量程與分度值，然后再讀數，讀數時實驗要與電表刻度線垂直．