Question

14．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率；
（1）从图甲中读出金属丝的直径为0.680mm．
（2）为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3V，内阻10kΩ
B．电压表0～15V，内阻50kΩ
C．电流表0～0.6A，内阻0.05Ω
D．电流表0～3A，内阻0.01Ω
E．滑动变阻器，0～10Ω
F．滑动变阻器，0～100Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选A，电流表应选C，滑动变阻器应选E．（填序号）
②实验中某同学的实物接线如图乙所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2：电流表采用内接法；
（3）若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的电阻率ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．
（2）根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器；根据电路图分析答题．
（3）应用电阻定律可以求出电阻率的表达式．

解答 解：（1）由图所示螺旋测微器可知，其示数为0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm；
（2）①两节新的干电池，电源电动势为3V，若选取电压表15V，测量读数误差较大，因此电压表选A；电路最大电流约为I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$=0.6A，电流表应选C；
金属丝的电阻大约为5Ω，为方便实验操作滑动变阻器应选E．
②由图示电路图可知，导线接在滑动变阻器的滑片上，这是错误的，导线应接在接线柱上；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，由图示电路图可知，电流表采用内接法，这也是错误的．
（3）由电阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，电阻率：ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$；
故答案为：（1）0.680；（2）①A；C；E；②导线连接在滑动变阻器的滑片上；电流表采用内接法；（3）$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$．

点评 本题考查了螺旋测微器读数、实验器材选择、实验电路分析；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数，螺旋测微器需要估读；要掌握实验器材的选择原则．