Question

10．某物理學習小組的兩位同學采用“伏安法”測金屬絲電阻率的實驗中．

（1）先用米尺測出金屬絲的長度L，再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑．使用時發(fā)現所用螺旋測微器存在零誤差，測微螺桿與測砧直接接觸時讀數如圖甲所示，測量金屬絲直徑時如圖乙所示，則金屬絲的直徑是d=0.503mm；
（2）用多用電表粗測金屬絲電阻，選擇電阻擋倍率“×1”，將兩表筆短接，進行歐姆調零，再使表筆接觸金屬絲兩端，讀數如圖丙所示，則其阻值為R_x=6Ω；
（3）實驗室備有下列實驗器材：
A．電壓表V₁（量程0～3V，內阻約為15kΩ）
B．電壓表V₂（量程0～15V，內阻約為75kΩ）
C．電流表A₁（量程0～3A，內阻約為0.2Ω）
D．電流表A₂（量程0～0.6A，內阻約為1Ω）
E．滑動變阻器R₁（0～100Ω，0.6A）
F．滑動變阻器R₂（0～2000Ω，0.1A）
G．電池組E（電動勢為3V，內阻約為0.3Ω）
H．開關S，導線若干
為減小實驗誤差，應選用的實驗器材有ADEGH（填代號）．應選用圖中戊（填“丁”或“戊”）為該實驗的電路原理圖．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器的示數．
（2）歐姆表指針示數與擋位的乘積是歐姆表示數．
（3）根據電源電動勢選擇電壓表，由歐姆定律求出電路最大電流，根據該電流選擇電流表與滑動變阻器；
根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表采用內接法還是外接法，然后選擇實驗電路．

解答 解：（1）由圖甲所示可知，螺旋測微器的誤差為：0mm+2.0×0.01mm=0.020mm，由圖乙所示螺旋測微器可知，其示數為：0.5mm+2.3×0.01mm=0.523mm，則金屬絲的直徑d=0.523mm-0.020mm=0.503mm；
（2）用多用電表粗測金屬絲電阻，選擇電阻擋倍率“×1”，將兩表筆短接，進行歐姆調零，再使表筆接觸金屬絲兩端，由圖丙所示可知，則其阻值為R_x=6×1=6Ω．
（3）伏安法測電阻，需要：G、電池E（電動勢為3V，內阻約為0.3Ω），H、開關S，導線若干，電源電動勢是3V，因此電壓表可選：A、電壓表V₁（量程3V，內阻約為15KΩ），電路最大電流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{E}{{R}_{X}}$=$\frac{3}{6}$=0.5A，如果選用量程是3A的電流表，電流表指針偏轉角度不到電表刻度的三分之一，為提高實驗精度，電流表可選：D．電流表A₂（量程600mA，內阻約為1Ω），滑動變阻器F的額定電流太小，因此滑動變阻器應選E．變阻器R₁ （0～10Ω，1.0A）；即需要的實驗器材有：ADEGH；
$\frac{{R}_{V}}{R}$=25000，$\frac{R}{{R}_{A}}$=6，$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，電流表應選擇外接法，因此實驗電路應選戊．
故答案為：（1）0.503；（2）歐姆調零；6；（3）ADEGH；戊．

點評 本題考查了實驗器材的選取、實驗電路的選擇、連接實物電路圖、電表讀數、求電阻、求電阻率等問題；要掌握實驗器材的選取原則：安全性原則、精確性原則、方便實驗操作；對電表讀數時，要先確定電表量程與分度值，然后再讀數，讀數時實驗要與電表刻度線垂直．