Question

4．实验室里有一捆铜导线，某同学在学习了电阻定律之后想通过实验测定这捆导线的实际长度．

（1）该同学想利用伏安法测出这捆铜导线的电阻，为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测导线的电阻，采用“×10”挡，调零后进行测量时发现指针偏角非常大，进一步测量应换用×1挡，调零后测量．
（2）该同学进一步利用如图1所示电路测这捆铜导线的电阻R₁，可供使用的器材有：
电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω，
电压表：量程3V，内阻约9kΩ，
滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω
滑动变阻器R₂：最大阻值100Ω
电源：三节干电池．
开关导线若干．
回答下列问题：
（i）实验中滑动变阻器应选R₁（填R₁或R₂），闭合开关S前应将滑片移至a端（填a或b）．
（ii）调节滑动变阻器，当电压表读数为1.7V时，电流表读数为0.50A，则这捆导线的电阻的测量值为3.4Ω，由于实验中所用电表不是理想电表，电阻的测量值比真实值偏小．
（3）该同学刮去一小段铜导线的包皮，用螺旋测微器测量铜芯的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图2所示的部件B（选填“A”、“B”、“C”或“D”）．从图中的示数可读出铜芯的直径为1.200mm．
（4）该同学查得铜的电阻率为1.7×10^-8Ω•m，再利用上面所测的数值，可算出这捆导线实际长度为226m（结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 该题考查了多用电表欧姆档的使用方法，根据电流的大小选择欧姆档的倍率，从准确性上要重新欧姆调零，从安全性上来选择最终开关的位置．
根据欧姆定律求出导线的电阻，根据电压表的分流作用判断误差．
为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．螺旋测微器的读数方法是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，注意其精度是0.01mm．
根据电阻定律求出导线的长度．

解答 解：（1）当选用×l0Ω挡测量时发现偏角过大，说明通过的电流过大，此时要减小倍率，应选择×1挡，当换挡后，一定要重新调零．
（2）（i）本实验采用滑动变阻器分压式测电阻，所以滑动变阻器较小阻值，即选选R₁，闭合开关S前应将滑片移至阻值最大处，即a处；
（ii）调节滑动变阻器，当电压表读数为1.7V时，电流表读数为0.50A，根据欧姆定律得导线的电阻为：R=$\frac{1.7}{0.50}$=3.4Ω；
由于电压表的分流表，通过电阻的实际电流小于电流表的读数，所以电阻的测量值比真实值偏小．
（3）为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．螺旋测微器的固定刻度读数为1mm，可动刻度的读数为：0.01mm×20.0=0.200mm，
故铜芯的直径为：d=1.200mm．
（4）该同学查得铜的电阻率为1.7×10^-8Ω•m，根据R=$\frac{ρ}{LS}$，求得：L=226m．
故答案为：（1）×1；（2）（i）R₁，a；（ii）3.4，小；（3）B，1.200；（4）226．

点评 关于多用电表的使用，指针偏转应在表盘刻度的中间三分之一的区域内，偏转过大或过小，对读数误差会较大，尤其是用欧姆档测电阻；欧姆挡换挡后一定要欧姆调零，最后用完，为了安全，一定要把选择开关置于OFF挡（或交流电压的最高挡）．要掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数方法是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．