Question

17．某实验小组进行“测定金属的电阻率”实验，已测得金属丝接入电路部分的长度为50.00cm．现用伏安法测该金属丝的电阻R_x，实验所用器材为：电池组（电动势为3V，内阻约1Ω）、电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）、电压表（量程3V，内组约3kΩ）、滑动变阻器R（0-20Ω），额定电流2A）开关、导线若干．

（1）如图1，用螺旋测微器测得金属丝的直径，读数为0.418mm
（2）某小组同学利用所给器材正确连接好电路，进行试验测量，记录的数据如表．

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.02	0.06	0.16	0.22	0.34	0.46	0.52

请在图2中将他们所用的电路补充完整，要求能测出以上所有试验数据，且闭合开关，滑片滑至最左端时两表示数为零．
（3）在如图3所示的坐标纸上描点并画出U-I关系图线，由图线及实验数据，可以估算出金属丝的电阻率约为B（填选项前的符号）
A.1×10^-8Ω•m  B.1×10^-6Ω•m  C.1×10^-4Ω•m   D.1×10^-2Ω•m．

Answer 1

分析 （1）读数时要分成整数部分和小数部分两部分之和来读；
（2）明确当电流要求从零调时，变阻器应用分压式接法，当待测电阻远小于电压表内阻时，电流表应用外接法；注意要根据电路图来连接实物图；
（3）认真描点，求出图线的斜率即为待测电阻阻值；根据电阻定律表达式写出电阻率表达式，然后代入数据即可．

解答 解：（1）螺旋测微器的读数为：d=0+41.8×0.01mm=0.418mm；
（2）由闭合开关，滑片滑至最左端时两表示数为零，可知，电流和电压从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法；由待测金属丝电阻远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，
实物连线图如图所示：

（3）描绘出的U-I图象如图所示，可求出金属丝的电阻为：R=$\frac{U}{I}=\frac{2.3}{0.52}$=4.4Ω

由R=$\frac{ρL}{\frac{1}{4}π{d}^{2}}$ 得：ρ=$\frac{π{d}^{2}R}{4L}$，
代入数据可得：ρ=1×10^-6Ω•m，所以B正确．
故答案为：（1）0.418；（2）如上图所示；（3）B．

点评 要掌握螺旋测微器的读数方法；明确电学实验中，当要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式接法；当满足待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法，当电流表内阻远小于待测电阻阻值时，电流表应用内接法．