Question

15．在测定金属的电阻率的实验中，所用测量仪器均已校准：
（1）用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则该金属丝的直径为：d=0.398mm；
（2）用欧姆表“×1”挡测量该金属丝的电阻，指针所指位置如图乙所示，则该金属丝的阻值约为6.0Ω；

（3）用伏安法测金属丝的电阻R_x，现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用，为减小实验误差，应选用的器材有ACFGH．（只填器材对应的序号）
A．电流表A₁（量程0.6A、内阻约为0.5Ω ）
B．电流表A₂ （量程：3A、内阻约为0.1Ω）
C．电压表V₁（量程：3V、内阻约为6kΩ）
D．电压表V₂（量程15V、内阻约为30kΩ ）
E．滑动变阻器R₁（阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A）
F．滑动变阻器R₂（阻值为0～20Ω，额定电流为2A ）
G．电池组E（电动势3V，内阻约为1Ω）
H．开关S一个，导线若干
某小组同学用伏安法利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	2.00	2.48
I/A	0.020	0.060	0.140	0.210	0.320	0.400	0.520

根据表中的数据，为了尽量减小实验误差，请你在图丙的虚线框内画出该小组同学设计的实验电路图．
（4）请根据改组同学测得的数据，在图丁中作出该电阻的U-I图线，并根据你作出的U-I图象得到该金属丝的阻值R_x=5.0Ω（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器的读数由固定刻度与可动刻度读数之和，需要估读到0.001mm；
（2）根据欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数．
（3）通过估算电路中的最大电流来选择电流表量程；根据要求“测得多组数据”可知．变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器方便调节，画出电路图；
（4）根据描点法作出图象，图象的斜率表示电阻．

解答 解：（1）固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为0.01mm×39.8=0.398mm，则电阻丝的直径为：
d=0mm+0.398mm=0.398mm
（2）由图示欧姆表可知，电阻丝的阻值为6.0×1=6.0Ω．
（3）电源电压为3V，电压表采用C，
根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为：$I=\frac{E}{R}=\frac{3}{6}=0.5A$，所以电流表应选A；
由于要求“测得多组数据”，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器F；
由于满足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以电流表应用外接法，即电路应是分压外接法，应选用的器材有ACFGH，电路图如图所示：
（4）根据描点法作出图象，如图所示：
由图线可得该金属丝的阻值：R_x=$\frac{2.5-0}{0.5-0}=5.0Ω$．
故答案为：（1）0.398；（2）6.0；（3）ACFGH．如图所示；（4）如图所示；5.0．

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．以及螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．若有“测得多组数据”要求或要求电流从零调时，变阻器应用分压式接法，选择阻值小的变阻器时方便调节．