题目内容

4．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，需要测出金属丝的电阻Rx，甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量：
（1）甲同学直接用多用电表测其电阻，多用电表电阻挡有3种倍率，分别是×100Ω、×10Ω、×1Ω．该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针转过角度太大．为了准确地进行测量，请你从以下给出的操作步骤中，选择必要的步骤，并排出合理顺序：AEDC．（填步骤前的字母）
A．旋转选择开关至欧姆挡“×l”
B．旋转选择开关至欧姆挡“×100”
C．旋转选择开关至“OFF”，并拔出两表笔
D．将两表笔分别连接到Rx的两端，读出阻值后，断开两表笔
E．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
甲用螺旋测微器测金属丝直径如图甲，则金属丝的直径为0.696mm．
（2）甲同学测出金属丝的大约阻值是20Ω，然后乙同学利用实验室里下列器材再次进行了测量：
电压表V（量程0～5V，内电阻约10kΩ）
电流表A1（量程0～500mA，内电阻约20Ω）
电流表A2（量程0～300mA，内电阻约4Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）
滑动变阻器R2（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）
直流电源E（电动势为4.5V，内电阻约为0.5Ω）　　
电键及导线若干
为了较精确画出I-U图线，需要多测出几组电流、电压值，
①电流表应选用A2
②滑动变阻器选用R1（选填器材代号）
③乙同学测量电阻的值比真实值偏小（选填“偏大”“偏小”“相等”）（选填器材代号）
④利用选择的器材，请你画出理想的实验电路图，并将图乙中器材连成符合要求的电路．

分析 （1）欧姆表的零刻度在右边，偏角小说明电阻大，换挡后要重新调零，欧姆表的读数为示数乘以倍率．
（2）器材选取的原则是安全、精确．根据通过电阻电流的大约值确定电流表的量程，从测量误差角度确定滑动变阻器．通过测量电阻的大小确定电流表的内外接．根据电路图连接实物图

解答 解：（1）发现指针转过角度太大，知电阻较小，则换用“×lΩ”，换挡后需重新调零．然后去测电阻，最后将旋钮旋至“OFF”挡或交流电压的最高挡．故合理顺序为：AEDC．
由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+19.6×0.01mm=0.696mm．
（2）①通过电阻电流的最大值大约I=$\frac{4.5}{20}=0.225A=225mA$，所以选择量程为300mA的电流表测量比较准确．
②总阻值为250Ω的滑动变阻器阻值相对较大，测量时误差大，所以选择总阻值为10Ω的滑动变阻器．
③由于待测电阻远小于电压表的内阻，属于小电阻，所以电流表采用外接法．因采用外接法，则由于电压表的分流而使电流表测量结果偏大，由欧姆定律可知，所测电阻偏小；
④若采用限流法，电路中的电流较大，容易超过电流表的量程，所以滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示．根据电路图连接实物图，如图所示．
故答案为：（1）AEDC；0.696； （2）A2 ，R1，偏小；如图所示．

点评 解决本题的关键掌握器材选取的原则，知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，以及知道电流表内外接的区别，难度适中．

练习册系列答案
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19．在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，提供以下器材供选择：
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D．电压表（0～3V，内阻4kΩ）
E．电压表（0～15V，内阻15kΩ）
F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）
G．滑动变阻器（0～2 000Ω，允许最大电流0.3A）
H．开关、导线若干
（1）实验时应从上述器材中选用ACDFH（填写仪器前的字母代号），并在虚线框中画出实验电路图．
（2）待测金属丝电阻的测量值比真实值偏小（选填“大”或“小”）；
（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图所示，则读数为0.900mm；
（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$．
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