题目内容

【题目】某同学要测量一较粗金属丝的电阻率,他用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,由图可知其直径为mm,为精确测量金属丝的电阻,实验老师提供了以下实验器材:
A.金属丝Rx(约300Ω)
B.电池组(6V,0.05Ω)
C.电流表A1(30mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(3A,内阻约0.1Ω)
E.电压表V(6V,内阻RV=3kΩ)
F.滑动变阻器R1(2kΩ,0.8A)
G.滑动变阻器R2(50Ω,2A)
H.开关一个,导线若干
⑴该同学根据所给器材的特点,进行了实验电路的设计,实验要求通过金属丝的电流从零开始增加,则电流表应选择 , 滑动变阻器应选择 . (填器材前的字母标号)
⑵如图乙所示,该同学只连接了部分导线,请你帮助他完成实验电路的连接
⑶该同学在实验中测量得到电压表的读数U、电流表的读数I、电阻丝的长度L和直径D,则用测量和已知量表示Rx= , 金属丝电阻率的表达式为ρ=

【答案】4.200;C;G;
【解析】解:由图甲所示可知,螺旋测微器示数为:4.0mm+20.0×0.01mm=4.200mm;(1)通过电阻电阻的最大电流约为:I= = ≈0.020A=20mA,电流表应选择C;通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择最大阻值较小的G.(2)通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法;待测金属丝电阻约为:300Ω,电流表内阻约为:10Ω,电压表内阻为3kΩ,由于电压表内阻已知,可以求出通过电压表的电流,电流表可以采用外接法,电路图如图所示:

;(3)由欧姆定律可知,电阻丝的阻值:Rx= ,由电阻定律可知:Rx ,则电阻率:ρ=

故答案为:(1)4.200;(1)C;G;(2)电路图如图所示;(3)

(1)螺旋测微器,又叫千分尺,当以毫米作单位时小数点后保留三位有效数字。根据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)根据实验的安全性及精确性结合电路最大电流选择电流表,为方便实验操作,在保证安全的前提下要选择最大阻值较小的滑动变阻器.
(3)根据题意确定滑动变阻器限流与分压以及电流表的内接外接法,然后连接实物电路图.
(4)应用欧姆定律与电阻定律,联立求出电阻与电阻率.

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