Question

1．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，金属丝的长度为L，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d为0.520mm．
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的金属丝外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势约4.0V，内阻很小；
电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
电流表A₂：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻3kΩ；
滑动变阻器（阻值范围0～50Ω，允许的最大电流1A）；开关一个，导线若干．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是A
（3）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R，则这种金属丝材料的电阻率的表达式为：ρ=$\frac{{Rπ{d^2}}}{4L}$
（4）在图2虚线框中画出实验电路图；并根据实验电路图连接实物图（图3中部分连线已画出，）

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）根据实验数据，应用电阻定律求出金属材料的电阻率．
（4）根据题意确定滑动变阻器与电流表接法，然后作出电路图．

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，故选电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
（3）由电阻定律得：R=ρ$\frac{L}{S}$=$\frac{ρL}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$
所以电阻率ρ=$\frac{{Rπ{d^2}}}{4L}$．
（4）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；

故答案为：（1）0.520；（2）A₁；（3）ρ=$\frac{{Rπ{d^2}}}{4L}$；（4）电路图如上图所示．

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．