Question

在“测定金属丝的电阻率”的实验中，若用欧姆表粗测得知电阻丝R_x的阻值约为4 Ω，为较精确地测量金属丝的电阻，并要求金属丝发热功率P<1.25 W，需要另行设计电路进行测量，实验室备有的部分仪器有：

A．电动势6 V的电池组E；

B．两挡电流表A(量程0～0.6 A，内阻0.13 Ω；量程0～3.0 A，内阻0.025 Ω)；

C．两挡电压表V(量程0～3.0 V，内阻3 kΩ；量程0～15 V，内阻15 kΩ)；

D．滑动变阻器R₁(0～100 Ω，最大允许电流1 A)；

E．滑动变阻器R₂(0～20 Ω，最大允许电流1 A)．

(1)上述器材中，滑动变阻器应选用________．

(2)在虚线框内画出实验电路图．

(3)实验时，电流表、电压表指针位置如图K33－7甲所示；螺旋测微器测金属丝的直径、米尺测金属丝的长度如图乙所示，由图可知各物理量的测量值为：金属丝直径的测量值d ＝________mm；金属丝长度的测量值L＝________cm.根据上述数据，可以计算出所测金属丝的电阻率ρ ＝________Ω·m(计算结果保留两位有效数字)．

甲

乙

图K33－7

Answer 1

 (1)R₂ 　(2)如图所示　(3)0.380　31.00　1.8×10^－6

[解析] (1)由电功率公式P＝I²R，代入数据解得电阻丝的额定电流约为0.56 A，额定电压约为0.56×4 V＝2.24 V．由闭合电路欧姆定律得电路中的总电阻应大于10.7 Ω，为了便于调节，滑动变阻器应选用R₂.

(2)滑动变阻器使用限流接法，由于电阻丝电阻较小，电流表采用外接法，电路图如图所示．

(3)从图乙中读出金属丝的直径为0.380 mm，金属丝的长度为41.00 cm－10.00 cm＝31.00 cm，从图甲中读出电压表示数2.50 V，电流表示数0.50 A，由欧姆定律计算出电阻值为5 Ω.根据电阻定律R＝ρ，金属丝的截面积S＝，代入数据联立解得电阻率ρ＝1.8×10^－6Ω·m.