Question

17．導(dǎo)電玻璃是制造LCD的主要材料之一．為測(cè)量導(dǎo)電玻璃的電阻率，某小組間學(xué)選取長(zhǎng)度L=25.00cm的圓柱體導(dǎo)電玻璃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，主要步驟如下，完成下列填空
（1）首先用螺旋測(cè)微器測(cè)量導(dǎo)電玻璃的直徑，示數(shù)如圖（a） 所示，則直徑d=2.500mm
（2）然后用歐姆表粗測(cè)該導(dǎo)電玻璃的電阻R，發(fā)現(xiàn)其電阻約12.0Ω；
（3）為精確測(cè)量R_x的阻值，該小組設(shè)計(jì)了圖〔b〕的實(shí)驗(yàn)電路．可供使用的主要器材有，

器材	規(guī)格
電源E	電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻約1Ω
定值電阻R0	阻值為20Ω
電壓表V1	量程3V，內(nèi)阻約3kΩ
電壓表V2	量程15V，內(nèi)阻約15kΩ
電流表A1	量程200mA，內(nèi)阻約1.5Ω
電流表A2	量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω
滑動(dòng)變阻器R1	阻值范圍0～1kΩ
滑動(dòng)變阻器R2	阻值范圍0～20Ω

①圖中電壓表應(yīng)選用V₁：電流表應(yīng)選用A₁；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₂（填器材代號(hào)）
②該小組進(jìn)行了如下操作
a．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置1，閉合S₂，調(diào)節(jié)變阻器使電流表和電壓表的示數(shù)盡可能大，穩(wěn)定后讀出電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.185A 和2.59V；
b．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置2，調(diào)整滑動(dòng)變阻器使電流表和電壓表
的示數(shù)盡可能大，穩(wěn)定后讀出電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.125A和2.65V：
c．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，斷開(kāi)S₂．可求得R_x=12.8Ω．由以上實(shí)驗(yàn)可求得．該導(dǎo)電玻璃電阻率的值ρ=2.51×10^-4Ω•m

Answer 1

分析 （1）螺旋測(cè)微器精確度為0.01mm，需要估讀，讀數(shù)時(shí)注意半毫米刻度線是否露出．
（3）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，根據(jù)電源電壓選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．根據(jù)歐姆定律，結(jié)合數(shù)據(jù)，即可求解；根據(jù)電阻定律與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以求出電阻率．

解答 解：（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為d=2.5mm+0.0×0.01mm=2.500mm；
（3）①電源電動(dòng)勢(shì)為4.5V，選0～15V量程的電壓表讀數(shù)誤差較大，電壓表應(yīng)選B、量程為0～3V，；
通過(guò)電阻絲的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{12}$=0.25A，電流表只能選擇量程為200mA的電流表A₁；
為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂、阻值為0～20Ω；
②當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置2，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$，求得R_A=$\frac{2.65}{0.125}$=1.2Ω
當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，將S₁撥到位置1，閉合S₂，則有：R_x=$\frac{2.65}{0.185}$=12.8Ω；
由電阻定律可知：R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frachy2zlmj{2}）^{2}}$，電阻率：ρ$\frac{π{R}_{X}eldprj3^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×12.8×（2.500×1{0}^{-3}）^{2}}{4×25.00×1{0}^{-2}}$≈2.51×10^-4Ω•m，
故答案為：（1）2.500；（3）①V₁，A₁，R₂；②12.8；2.51×10^-4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器的讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、求電阻與電阻率問(wèn)題，要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法，掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)首先要考慮安全，然后考慮測(cè)量的精確性，同時(shí)還要考慮方便實(shí)驗(yàn)操作．