Question

4．（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使用普通刻度尺，应使用螺旋测微器．螺旋测微器的精确度为mm，用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图1所示，从图中读出金属丝的直径为0.640mm．
（2）如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率．用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$．
（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，选用了如下实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻不计；
B．电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω；
C．电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；
D．滑动变阻器R：最大阻值10Ω；
E．开关、导线等．
在以下可供选择的实验电路中，应该选图2中的甲（填“甲”或“乙”），选择的接法为外接法（填“内”或“外”），此接法测得的电阻值将小于（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值．

（4）根据所选量程，某次实验两电表的示数如图3，则读数分别为2.15V和0.16A．

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度的示数之和是螺旋测微器示数．
（2）应用欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式．
（3）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后根据电路图应用欧姆定律分析实验误差．
（4）根据电表量程确定其分度值，然后读出其示数．

解答 解：（1）螺旋测微器可动刻度分度值为0.01mm，由图示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+14.0×0.01mm=0.640mm．
（2）由欧姆定律可知：R=$\frac{U}{I}$，由电阻定律可知：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，解得：ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$；
（3）待测电阻阻值约为4Ω，由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，应选择图甲所示电路，
电流表采用外界法，由于电压表的分流作用，所测电流偏大，由欧姆定律可知，电阻的测量值小于真实值．
（4）电压表量程为3V，由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为2.15V；
电流表量程为0.6A，其分度值为0.02A，示数为0.16A；
故答案为：（1）0.640；（2）$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$；（3）甲；外；小于；（4）2.15；0.16．

点评 本题考查了螺旋测微器、电压表与电流表读数、求金属丝电阻率表达式、选择电路等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后根据指针位置读数，读数时视线要与刻度线垂直．