Question

实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.8×10^-8Ω?m．课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表（内阻约为3Ω）、电压表（内阻约为2KΩ）、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．
（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻“X1”档；
②

 

；
③把红、黑表笔分别于螺线管金属丝的两端相接，多用电表的示数如图甲所示．

（2）根据多用电表示数，为了减小实验误差，要求在实验中获得较大的电压调节范围，请在图乙的虚线框内画出测量金属丝电阻的电路图；
（3）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丙所示，金属丝的直径为

 

 mm；
（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为

 

m．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）使用多用电表测电阻时，选档后要先进行欧姆调零；
（2）伏安法测电阻要注意电流表内接还是外接，滑动变阻器分压还是限流；
（3）螺旋测微器的读数等于固定刻度读数与可动刻度读数之和，需要估读；
（4）由电阻定律已知电阻率、电阻及横截面积，则可求出金属丝的长度．

解答：解：（1）使用多用电表测电阻时，选档后要先进行欧姆调零，具体操作是：红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指0Ω；
（2）由多用电表知被测电阻阻值约为4Ω，而

RARV

=

3×2000

≈260Ω＞4Ω，故被测电阻为小电阻，用电流表外接．
由题意要求在实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器采用分压接法，故电路图如图：

（3）螺旋测微器固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为26.0×0.01mm=0.260mm，
故最终读数为：0mm+0.260mm=0.260mm；
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=

4×(0.130×10-3)2

1.8×10-8

≈12m   
故答案为：（1）红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指0Ω；
（2）如图．
（3）0.260；（4）12．

点评：欧姆调零与机械调零要区分，前者是调节欧姆表内的滑动变阻器的电阻来使电流表达到满偏；后者是螺丝刀调节指针使其电流为零．