Question

10．某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)一件圖1所示的金屬線，為了研究金屬線的材質(zhì)，他們進(jìn)行了如下操作：

（1）他們從金屬線中抽取一根細(xì)金屬絲，截取其中的一部分，拉直后用游標(biāo)卡尺測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度，如圖2所示，則金屬絲長(zhǎng)L=10.750cm．
（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)金屬絲的直徑，如圖3所示，則金屬絲的直徑d=0.397mm．
（3）可用的實(shí)驗(yàn)器材如下：
①電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）
②電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）
③定值電阻R₀（阻值等于5Ω）
④滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，額定電流2A）
⑤滑動(dòng)變阻器R₂（0～200Ω，額定電流0.5A）
⑥電源（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）
他們利用上述器材設(shè)計(jì)了圖4的實(shí)驗(yàn)電路，為實(shí)驗(yàn)調(diào)整方便，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（4）該小組在實(shí)驗(yàn)中得到七組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的數(shù)據(jù)如下：

	1	2	3	4	5	6	7
電壓U（V）	0.51	0.96		2.05	2.31	2.63	2.95
電流I（A）	0.080	0.150		0.320	0.360	0.410	0.460

其中，第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖5所示，請(qǐng)將電表的讀數(shù)填入表格中．

（5）請(qǐng)?jiān)趫D6的表格中描繪出I-U圖線．
（6）由圖6的圖線可知金屬絲的電阻R_x=6.4Ω（保留兩位有效數(shù)字）
（7）由上述數(shù)據(jù)可以計(jì)算出金屬絲的電阻率ρ=7.4×10^-5Ω﹒m（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；
（3）滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，被測(cè)電阻較小時(shí)，滑動(dòng)變阻器需要選擇小量程電阻；
（4）依據(jù)電表量程，確定電表的分度值，從而讀出示數(shù)；
（5）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象；
（6）根據(jù)圖象的斜率求出電阻；
（7）根據(jù)電阻定律分析答題．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為10.7cm，
游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度游標(biāo)讀數(shù)為：0.05×10mm=0.50mm=0.050cm，
所以最終讀數(shù)為：10.7cm+0.050cm=10.750cm；
（2）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0.0mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×39.7mm=0.397mm，
所以最終讀數(shù)為：0.0mm+0.397mm=0.397mm，
（3）因所測(cè)金屬絲電阻較小，且定值電阻也較小，由于滑動(dòng)變阻器選用分壓式，因此只有選取電阻阻值較小的滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)時(shí)才能有明顯的電阻變化，故選R₁；
（4）電壓表量程為3V，由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為1.55V；
電流表量程為0.6A，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；
（5）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象，如圖所示：
（6）根據(jù)作出圖象的斜率表示電阻，則有：R_x=$\frac{3.00-0}{0.470-0}$Ω=6.4Ω，
（7）根據(jù)電阻定律得：R=ρ$\frac{L}{S}$，其中S=$\frac{1}{4}$πd²，
解得：ρ=$\frac{R•πx8mlycp^{2}}{4L}$=$\frac{6.4×3.14×（0.397×1{0}^{-3}）^{2}}{4×10.750×1{0}^{-3}}$=7.4×10^-5Ω•m；
故答案為：（1）10.750；（2）0.397； （3）R₁；
（4）1.55，0.24；
（5）如上圖所示；
（6）6.4；（7）7.4×10^-5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器與游標(biāo)卡尺、電壓表與電流表讀數(shù)、掌握金屬絲電阻率表達(dá)式、選擇電路等問題，是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后根據(jù)指針位置讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與刻度線垂直，并注意有效數(shù)字的保留．