Question

4．实验室新购进一捆长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测量此铜导线的电阻率ρ．

（1）用图（a）所示的螺旋测微器测量铜导线的直径d，在测砧、测微螺杆与被测铜导线将要接触时，应转动部件C（填“A”“B”或“C”），当听到“喀喀”声时，停止转动，从图（a）中读出铜导线的直径d=1.130mm．
（2）在测量铜导线的电阻R₀时，该同学用9根导线将器材连接如图（b）所示．电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，保护电阻R₀=3.00Ω
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至左端（填“左”“右”或“中间位置”）；
②闭合开关后，反复调节滑动变阻器，发现电流表有示数、电压表的示数总为零．若只有一根导线断路，则这根导线是6（填数字代号）；
③排出故障后，调节滑动变阻器，当电流表的示数为0.500A时，电压表（量程范围0-3V）的示数如图（c）所示，其读数为2.40V．由以上数据可求得ρ=1.8×10^-8Ω•m（保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）用螺旋测微器测铜导线的直径时先旋转粗调旋钮，然后旋转微调旋钮；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）分析图示电路图从保护带电路安全的角度分析判断滑片的位置；
根据电路故障现象分析判断那条导线断路；
根据电压表量程由图示电压表确定其分度值，然后读出其示数；
根据实验数据应用电阻定律求出铜导线的电阻率．

解答 解：（1）用螺旋测微器测铜导线的直径，在测砧、测微螺杆与被测铜导线将要接触时，应转动部件微调旋钮C，当听到“喀喀”声时，停止转动；
由图示螺旋测微器可知，铜导线的直径：d=1mm+13.0×0.01mm=1.130mm．
（2）①由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至左端；
②闭合开关后，反复调节滑动变阻器，电流表有示数说明电路是通路，电压表的示数总为零，说明电压表两接线柱没有与被测电路并联，若只有一根导线断路，由图示电路图可知，这根导线是6；
③电压表量程范围0-3V，由图示电压表可知，气逆分度值为0.1V，其示数为：U=2.40V；
待测电阻阻值为：R=$\frac{U}{I}$-R₀=$\frac{2.40}{0.500}$-3.00=1.8Ω；
由电阻定律可知：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，
电阻率为：ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$=$\frac{3.14×1.8×（1.130×1{0}^{-3}）^{2}}{4×100}$≈1.8×10^-8Ω•m；
故答案为：（1）C；1.130；（2）①左；②6；③2.40；1.8×10^-8．

点评 本题考查了螺旋测微器的使用及读数、使用注意事项、电表读数、求电阻率、电路故障分析等问题，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；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，螺旋测微器需要估读．