Question

20．①在“測(cè)金屬電阻率”實(shí)驗(yàn)中，螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑的讀數(shù)如圖1，則直徑d=0.900mm．

②測(cè)得接入電路的金屬絲的長(zhǎng)度為l，已知其電阻大約為25Ω．在用伏安法準(zhǔn)確測(cè)其電阻時(shí)，有下列器材供選擇，除必選電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很�。�、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)外，電流表應(yīng)選A₁，電壓表應(yīng)選V₂，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．（填代號(hào)）
并將設(shè)計(jì)好的測(cè)量電路原理圖畫在如圖2的虛框內(nèi)．
A₁電流表（量程40mA，內(nèi)阻約0.5Ω）
A₂電流表（量程10mA，內(nèi)阻約0.6Ω）
V₁電壓表（量程6V，內(nèi)阻約30kΩ）
V₂電壓表（量程1.2V，內(nèi)阻約20kΩ）
R₁滑動(dòng)變阻器（范圍0～10Ω）
R₂滑動(dòng)變阻器（范圍0～2kΩ）
③若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，用上述
測(cè)得的物理量計(jì)算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=$\frac{πUrqtbt45^{2}}{4Il}$．

Answer 1

分析 ①螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上半刻度讀數(shù)再加可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；
②根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值減小的滑動(dòng)變阻器；根據(jù)待測(cè)電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與滑動(dòng)變阻器最大阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器的接法，然后作出電路圖；
③應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：①由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm；
②電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V，則電壓表應(yīng)選擇V₂；電路最電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.2V}{25Ω}$=0.048A=48mA，電流表應(yīng)選擇A₁，
為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁；待測(cè)電阻阻值約為25Ω，電流表內(nèi)阻約為0.5Ω，電壓表內(nèi)阻約為20kΩ，
電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Ω，滑動(dòng)變阻器最大阻值小于待測(cè)電阻阻值，
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，電路圖如圖所示：

③若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則金屬絲電阻為：R=$\frac{U}{I}$，
由電阻定律可知：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\frac3aa4hxo{2}）^{2}}$，整理得：ρ=$\frac{πUxosu9c5^{2}}{4Il}$；
故答案為：①0.900；②A_l；V₂；R₁；電路圖如圖所示；③$\frac{πUkqi9j5x^{2}}{4Il}$．

點(diǎn)評(píng) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，要注意滑動(dòng)變阻器與電流表的接法；若滑動(dòng)變阻器采用限流式時(shí)能限住電流，則應(yīng)用限流式，因?yàn)橄蘖魇讲僮鞣奖闱夜?jié)能．因本題中電流表和電壓表內(nèi)阻一定，可以精確測(cè)量待測(cè)電阻值，此時(shí)無(wú)所謂電流表內(nèi)外接法選擇了．