Question

【题目】在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图所示，再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该电阻丝直径的测量值d=__________ mm；

②实验中能提供的器材有：

A．电压表V1（量程0～3V，内阻约3k）

B．电压表V2（量程0～15V，内阻约15k）

C．电流表A1（量程0～3A，内阻约0.01）

D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1）

E．滑动变阻器R1（0～20）

F．滑动变阻器R2（0～500）

G．电源E（电动势为3.0V）及开关和导线若干

该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择_______，电流表应选择 _______，滑动变阻器应选择______ ，（选填各器材前的字母）。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用图 _______ 。

③该同学建立U-I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点，还有一次测量的电压表和电流表示数如图所示，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出U-I图线______________ 。由图线数据可计算出金属丝的电阻为_____Ω（保留两位有效数字）。设被测金属丝电阻为R，则该金属材料电阻率的表达式是________（用题目给出的物理量符号表示）。

④实验中使用的电流表内阻为RA，电压表内阻为RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图U-I图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k=___________（用题目给出的物理量符号表示）。

Answer 1

【答案】 0.233; A； D； E； 丁； ； ； ；

【解析】（1）由图示螺旋测微器可知，固定刻度读数为0，可动刻度读数为，故螺旋测微器的读数为0.233mm；

（2）已知金属丝电阻约为，电源电压为3V，为了测量精确，电压表应选择电压表V1（量程0～3V，内阻约3k），故选A；根据得电路中电流最大为0.6A，为了测量精确，选择电流表电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.1），故选D；滑动变阻器应选择阻值与金属丝电阻接近的，才能使得改变滑动变阻器滑片时，方便实验所以选择滑动变阻器R1（0～20），故选E；要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，滑动变阻器采用线路式，由于，所以电表采用外接法，实验电路应选用图丁；

（3）根据测量数据，描绘出U-I图线如图

根据欧姆定律，由图线数据可计算出金属丝的电阻为；

设被测金属丝电阻为R，则有，该金属材料电阻率的表达式是；

(4)实验中使用的电流表内阻为RA，电压表内阻为RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，则有，，图U-I图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是