Question

9．要测量一段阻值为几欧姆的金属丝的电阻率，请根据题目要求完成实验：
（1）用毫米刻度尺测量金属丝长度为L=80.00cm，用螺旋测微器测金属丝的直径，如图甲所示，则金属丝的直径d=1.600mm．
（2）在测量电路的实物图中，电压表没有接入电路，请在图乙中连线，使得电路完整；
（3）实验中多次改变滑动变阻器触头的位置，得到多组实验数据，以电压表读数U为纵轴、电流表读数I为横轴，在U-I坐标系中描点，如图丙所示．请作出图象并根据图象求出被测金属丝的电阻R=1.2Ω（结果保留两位有效数字）；
（4）根据以上各测量结果，得出被测金属丝的电阻率ρ=3.0×10^-6Ω•m（结果保留两位有效数字）

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）根据待测电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后连接实物电路图．
（3）根据坐标系内描出的点作图象，然后根据图象应用欧姆定律求出电阻阻值．
（4）根据电阻定律求出电阻丝电阻率．

解答 解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：1.5mm+10.0×0.01mm=1.600mm；
（2）待测电阻丝电阻约为几欧姆，电流表内阻约为零点几欧姆，
电压表内阻约为几千欧姆甚至几万欧姆，电压表内阻远大于电阻丝电阻，
流表应采用外接法，实物电路图如图所示：

（3）根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：

由图示图象可知，电阻丝电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.8V}{0.65A}$≈1.2Ω．
（4）由电阻定律可知，电阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，
电阻率：ρ=$\frac{π{d}^{2}R}{4L}$=$\frac{3.14×0.001{6}^{2}×1.2}{4×0.8}$≈3.0×10^-6Ω•m；
故答案为：（1）1.600；（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；1.2；（4）3.0×10^-6．

点评 本题考查了螺旋测微器读数、连接实物电路图、作图象、求电阻与电阻率；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，对螺旋测微器读数时要注意估读，读数时视线要与刻度线垂直．