Question

20．在“測定金屬電阻率”的實驗中，需用用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)為1.602mm；

測量電阻時，先用多用電表粗測金屬絲的電阻阻值約為5Ω，再采用“伏安法”精確測量金屬絲的電阻，實驗室能夠提供的實驗器材有：
A．電流表G，量程為0～300μA，內(nèi)阻R_g=100Ω
B．電流表A₁，量程為0～0.6A，內(nèi)阻r₁=0.1Ω
C．電流表A₂，量程為0～3A，內(nèi)阻r₂=0.02Ω
D．電阻箱R₁，阻值范圍0～999.9Ω
E．電阻箱R₂，阻值范圍0～9999.9Ω
F．滑動變阻器R₃，最大阻值為10Ω
G．電源E=3V，內(nèi)阻約為r=0.5Ω
H．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干
回答下列問題：
（2）正確選擇實驗器材，電流表應(yīng)選擇A和B，變阻箱應(yīng)選E；（填寫元器件前的字母代號）
（3）畫出電阻測量的實驗電路圖；
（4）使用正確電路，分別測量多組實驗數(shù)據(jù)，并記錄在如圖乙I_G-I坐標(biāo)系中，將R₂調(diào)節(jié)到9900Ω，根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)做出金屬絲的I_G-I圖線，并算出金屬絲的電阻R_x=5.0Ω．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)．
（2）根據(jù)實驗原理與所給實驗器材分析答題；
（3）根據(jù)實驗原理與實驗器材確定滑動變阻器與電流表的接法，然后作出實驗電路圖；
（4）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點作出圖象，作圖原則：讓盡可能多的點在直線上，不在直線上的點均勻的分布在直線兩側(cè)，然后根據(jù)圖象求出電阻阻值．

解答 解：（1）由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：1.5mm+10.2×0.01mm=1.602mm；
（2）①由所給實驗器材可知，沒有電壓表，應(yīng)該用電流表與電阻箱改裝電壓表，
電源電動勢為3V，改裝的電壓表量程應(yīng)為3V，應(yīng)選用電流表A與電阻箱E改裝成電壓表，
通過電阻絲的最大電流約為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A，則電流表應(yīng)選擇B；
②待測電阻阻值約為5Ω，電流表內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表內(nèi)阻為10kΩ，電流表應(yīng)采用外接法，
滑動變阻器最大阻值為10Ω，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，實驗電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點作出圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，金屬絲的電阻R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{G}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{I}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×（100+9900）}{0.2}$Ω=5.0Ω；
本題答案是：（1）1.601；
（2）①A；B；E；
（3）電路圖如圖所示；
（4）如圖所示；5.0Ω．

點評 本題考查了螺旋測微器讀數(shù)、測金屬絲的電阻，螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)，根據(jù)實驗原理與所給實驗器材確定滑動變阻器與電流表的接法是作出電路圖關(guān)鍵．