Question

现有一种新型合金材料制成某金属丝电阻，额定电压约为2V，额定电流约为0.2A，请用伏安法测量该金属丝额定电压下的电阻率．
（1）现只有最大值是28V的电源，需要用电学元件得到大约为2V的低压电，请选择材料组装电学元件：

AB

．
A．铜圈  B．硅钢片  C．塑料圈  D．空心铁管
匝数比选择

A

A．200：20    B．200：14   C．20：200    D．14：200
（2）还需选择的电学元件是

BCEGJ

 （只填写对应的代号）
A．直流电源：最大值为28V
B．交流电源：最大值为28V
C．滑动变阻器R_A：最大阻值为10Ω
D．滑动变阻器R_B：最大阻值为100Ω
E．交流电流表A：量程为250mA，内阻约为0.1Ω
F．交流电压表V₁：量程为1.5V，内阻是3kΩ
G．交流电压表V₂：量程是10V．内阻导l0kΩ
H．定值电阻R₁：阻值为3kΩ
I．定值电阻R₂：阻值为10kΩ
J．开关一个，导线若干
（3）在方框中画出电路图 
   
（4）用20分度的游标卡尺测量金属丝长度，读数为

102.4

mm
用螺旋测微器测量金属丝直径，读数为

3.115

mm

（5）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率ρ=

πUd2

4LI

 （用测出的物理量的符号表示）．

Answer 1

分析：有题境知28V的电源，需要得到大约为2V的低压电，所以判断该电学原件为变压器，据变压器的构造和电压与匝数关系判断；据实验要求和仪器选取的原则（安全、误差、操作方便）选取需要的电学原件和所需的电路图；据游标卡尺和螺旋测微器的读数规则读数；据相关数据和电阻定律求该材料的电阻率．

解答：解：（1）有题境知最大值是28V的电源，需要得到大约为2V的低压电，所以判断该电学原件为变压器，即可判断组装电学元件需要铜圈和硅钢片，故AB正确，CD错误．
由原先电源的最大值28v，可知有效值为20v，需要的电压为2v，所以匝数比为：

20

2

=

200

20

，故A正确，BCD错误．
故选：AB；  A．
（2）由上可知，电源需要最大值为28v的交流电，故选B；该实验要求在额定电压下，从仪器安全的角度，两个交流电压表选取G；为保护电学原件，应选取滑动变阻器采用分压解法保护电学原件，从操作方便和节能的角度，所以滑动变阻器选用C，故选取的原件：BCEGJ．
（3）由上分析可知，滑动变阻器采用分压解法，电流表采用外接法．如图所示．

（4）游标卡尺和螺旋测微器的读数规则大体为：固定刻度（主尺）+可动刻度（游尺）．但要注意：游标卡尺读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分，然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，再乘以精确度，精确度为

1

N

mm，N为游尺上的分度数，切记不估读，所以读数为102.4mm；螺旋测微器读数时先读固定刻度，再读半刻度，若半刻度线已露出，记作 0.5mm，若半刻度线未露出，记作 0.0mm，再读可动刻度（注意估读），记作 n×0.01mm，所以读数为3.115mm．（3.113--3.117mm都可以）．
（5）据欧姆定律和电阻定律得：R=

U

I

，
R=

ρL

S

，
S=π(

d

2

)2，联立三式解得：ρ=

Uπd2

4IL

．
故答案为：（1）AB；A．（2）BCEGJ．（3）如图所示．（4）102.4mm；  3.115mm  （5）

πUd2

4LI

点评：解题的关键判断需要变压器；明确仪器选择的原则，并能用定值电阻和电流表测电压；游标卡尺和螺旋测微器的读数规则；灵活应用电阻定律和欧姆定律．