Question

6．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1所示，用 米尺测量金属丝的长度 l=0.810m．金属丝的电阻大约为 4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根 据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为0.520mm
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约 4.5V，内阻很小
B．电流表 A₁：量程 0～0.6A，内阻 0.125Ω
C．电流表 A₂：量程 0～3.0A，内阻 0.025Ω
D．电压表 V：量程 0～3V，内阻 3kΩ
E．滑动变阻器 R₁：最大阻值 10Ω
F．滑动变阻器 R₂：最大阻值 50Ω
G．开关、导线等
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是B，应该选用的滑动变阻器是E（都填选项）
（3）根据所选的器材，在如图2所示的方框中画出实验电路图

（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为 R_x=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为1.1×10^-6Ω•m（保留二位有效数字）

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）根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表接法，然后作出电路图．
（4）根据实验数据，应用电阻定律求出金属材料的电阻率．

解答 解：（1）由图示螺旋测微器可知，固定刻度读数：0.5mm；可动刻度读数0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋测微器读数为：0.520mm；
（2）为减小读数误差，选小量程电流表，电流表选：B：A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；为保证电路安全和实验的准确性，滑动变阻器应选E，即滑动变阻器R₁；
（3）为保证电路安全，滑动变阻器分压接法，由题意知，电流表采用外接法，实验电路图如图所示；

（4）由电阻定律得：R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，电阻率：ρ=$\frac{π{R}_{X}{d}^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×4.1×（0.520×1{0}^{-3}）^{2}}{4×0.810}$Ω•m≈1.1×10^-6Ω•m．
故答案为：（1）0.520；（2）B；E（3）电路图如图所示；（4）1.1×10^-6．

点评 本题关键：（1）用伏安法测电阻时安培表内、外接法的选择原则是“大内小外”，即对于大电阻采用安培表内接法，对于小电阻采用安培表外接法；（2）需要有较大的电压测量范围时，滑动变阻器采用分压式接法．