Question

【题目】在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度L＝50.00cm，再用螺旋测微器测量金属丝直径，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。

①图为某次测量金属丝直径时螺旋测微器的示数，其测量值d=________mm。

②实验室提供的器材有：

A．电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ）

B．电压表V2 （量程0～15V，内阻约15kΩ）

C．电流表A1 （量程0～0.6A，内阻约0.5Ω）

D．电流表A2 （量程0～3A，内阻约0.1Ω）

E．滑动变阻器R1 （0～20Ω）

F．滑动变阻器R2 （0～500Ω）

G．电源E（电动势为3.0V、内阻不计）、开关和导线若干

从以上器材中选择合适的器材进行实验，则电压表应选择________，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________。（选填器材前的字母）

③要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源的输出功率最小，并能较准确地测出金属丝的阻值，实验电路应选用图中的________。

④某同学建立了U-I坐标系，并将测量数据描绘成坐标点，如图所示。请你根据坐标点描绘出U-I图线________，由图线计算出金属丝的电阻约为________Ω（保留两位有效数字）。设被测金属丝电阻为Rx，长度为L，直径的平均值为，则该金属材料电阻率的表达式为ρ=________（用Rx、L、等物理量表示）。

⑤关于本实验的误差，下列说法正确的是____

A．用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B．由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D．用U-I图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差

Answer 1

【答案】①0.397 （0.395～0.399间均可） ②A C E ③C ④U－I图线见解析； 5.2 ⑤CD

【解析】

①螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为0.01×39.7mm=0.397mm，所以最终读数为0.397mm；

②电源电动势为3V，故电压表应选择A；根据电源电动势和金属丝电阻可估计电流最大值约为，故电流表应选择C；金属丝电阻约5Ω，故滑动变阻器应选择E；

③流过金属丝的电流相同的情况下电源消耗功率最小，滑动变阻器应选择限流接法，金属丝电阻很小，电流表应选择外接接法，故实验电路应选择图C；

④根据坐标点描绘出U-I图线如图：

由图可知，图像的斜率即金属丝电阻为；

根据，得金属丝电阻率；

⑤A、读数引起的误差是由人为因素引起的，属于偶然误差，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；

B、由电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故B错误；

C、若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；

D、用UI图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差，不能消除系统误差，故D正确；

故选CD。