Question

在“测定金属丝的电阻率”实验中，待测合金电阻丝阻值R约为10Ω．
（1）用游标卡尺测量电阻丝的长度L．测量结果如图甲所示，图中读数为L=

 

mm，用螺旋测微器测量电阻丝的直径d．测量结果如图乙所示，图中读数为d=

 

mm；
（2）为了测量该电阻丝的电阻R，除了导线和开关S外，还有以下器材可供选择：
电压表V₁，量程0～3V，内阻约30kΩ
电压表V₂，量程0～15V，内阻约150kΩ
电流表A₁：量程0～3A，内阻约0.03Ω
电流表A₂：量程0～0.6A，内阻约0.2Ω
滑动变阻器R₁：0～5Ω，
滑动变阻器R₂：0～2000Ω
电源E（电动势为4V）
为了调节方便，测量准确，实验中电压表应选用

 

，电流表应选用

 

，滑动变阻器应
选用

 

．（填器材的符号）
（3）在图丙中所给的实物图中画出连线，连成测量电路图．
（4）若电压表测量值为U，电流表测量值为I，用测量的物理量表示计算电阻丝电阻率的公式是

 

．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺主尺与游标尺的示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
（2）根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（3）根据实验原理与实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路图．
（4）应用欧姆定律与电阻定律求出电阻丝电阻率表达式．

解答：解：（1）由图甲所示游标卡尺可知，其主尺示数为5.4cm=54mm，游标尺示数为5×0.1mm=0.5mm，游标卡尺示数为54mm+0.5mm=54.5mm；由图乙所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度示数为35.5×0.01mm=0.355mm，螺旋测微器所示为0.5mm+0.355mm=0.855mm．
（2）电源电动势为4V，待测电阻约10Ω，电流约0.4 A，所以电流表选A₂，电压表选V₁，为方便实验操作，滑动变阻器应选R₁．
（3）金属丝电阻约为10Ω，电压表内阻约为30kΩ，电流表内阻约为0.2Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法；金属丝电阻约为10Ω，滑动变阻器最大阻值为5Ω，待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，为测量多组实验数据，滑动变阻器应采用分压式接法，据此连接实物电路图，实物电路图如图所示．

（4）由欧姆定律可知，待测金属丝电阻R=

U

I

，由电阻定律可知，R=ρ

L

S

=ρ

L

π( d 2 )2

，则金属丝电阻率ρ=

πd2U

4IL

．
故答案为：（1）54.5；0.855；（2）V₁；A₂；R₁；（3）电路图如图所示；（4）ρ=

πd2U

4IL

．

点评：本题考查了游标卡尺与螺旋测微器的读数，游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．