题目内容

18．（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使用普通刻度尺，应使用螺旋测微器．螺旋测微器的精确度为0.01 mm，用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图1所示，从图中读出金属丝的直径为0.641mm．
（2）如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率．用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$．
（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，选用了如下实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5V，内阻不计；
B．电流表A：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω；
C．电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；
D．滑动变阻器R：最大阻值10Ω；
E．开关、导线等．
在如图2可供选择的实验电路中，应该选图甲（填“甲”或“乙”），选择的接法为外接法（填“内”或“外”），此接法测得的电阻值将小于（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值．

（4）根据所选实验电路图，在图3实物图中完成其余的连线．在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置在最左（填“最左”或“最右”）端．
（5）根据所选量程，某次实验两电表的示数如图4，则读数分别为0.70V和11.5A．

（6）若某次实验测得接入电路金属丝的长度为0.810m，算出金属丝的横截面积为0.81×10-6m2，根据伏安法测出电阻丝的电阻为4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为4.1×10-6Ω•m（保留二位有效数字）．

分析 （1）螺旋测微器的分度值为0.01mm，螺旋测微器估读刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．
（2）根据欧姆定律与电阻定律可以求出电阻率的表达式．
（3）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表接法，然后选择实验电路，根据电路应用欧姆定律分析实验误差．
（4）根据电路图连接实物电路图，为保护电路确定滑片的位置．
（5）根据电表量程确定其分度值，然后读出其示数．
（6）应用电阻定律可以求出电阻率．

解答 解：（1）螺旋测微器的精度为0.01mm，由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+14.0×0.01mm=0.640mm．
（2）导体电阻：R=$\frac{U}{I}$，由电阻定律可知：R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，电阻率：ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$．
（3）由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，应选择图甲所示电路；
电流表选择外接法，由于电压表的分流作用，所测电流偏大，由欧姆定律可知电阻测量值小于真实值．
（4）根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
滑动变阻器采用限流接法，为保护电路滑片应置于滑片左端．
（5）由图示电流表可知，其量程为3A，分度值为0.1A，电流表示数为0.70A；
由图示电压表可知，其量程为15V，分度值为0.5V，示数为11.5V．
（6）由电阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$，电阻率：ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{4.1×0.81×1{0}^{-6}}{0.81}$=4.1×10-6Ω•m．
故答案为：（1）0.01；0.640；（2）$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$；（3）甲；外；小于；（4）实物电路图如图所示；最左；（5）0.70；11.5；（6）4.1×10-6Ω•m．

点评 本题考查了螺旋测微器读数、实验电路选择、电表读数、实验注意事项等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；要掌握常用器材的使用及读数方法；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后读出其示数，读数时事项与刻度线垂直．

练习册系列答案
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