题目内容

9．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm．
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为0.397mm（该值拉近多次测量的平均值）．

（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干．
某小组同学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1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的甲图（选填“甲”或“乙”）．
（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
（4）在图4中描绘出U-I图线．由图线得到金属丝的阻值=4.5Ω（保留两位有效数字）．
（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为C（填选项前的符号）．
A.1×10-2Ω•m   B.1×10-3Ω•m     C.1×10-6Ω•m      D.1×10-8Ω•m
（6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是CD（有多个正确选项，选全得分）．
A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪器引起的系统误差
D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差．

分析 （1）关键是读数时要分成整数部分和小数部分两部分来读，注意半毫米刻度线是否露出；
（2）关键是根据数据表可以看出电表的示数变化范围较大，说明变阻器采用的是分压式接法；
（3）根据给出的原理图即可得出对应的实物图；
（4）根据描点法得出对应图象，再由图象的性质即可明确对应的电阻；
（5）由电阻定律和欧姆定律写出电阻率的表达式，然后解出电阻率的值即可；
（6）明确偶然误差是由人为因素引起的，可以通过多次测量或利用图象来减小偶然误差，但不能消除误差；系统误差是由仪器本身因素或实验原理不精确引起的误差，系统误差可以通过采用精密仪器和完善实验原理来消除．

解答 解：（1）螺旋测微器的读数为：d=0mm+39.7×0.01mm=0.397mm；
（2）从给出的数据表可知，电流表和电压表的读数变化范围较大，所以变阻器采用的应是分压式接法，即测量采用的是甲图；
（3）根据原理图得出对应的实物图；
（4）根据表中数据描出对应的点，则可作出图象，如图所示：
由图线得到金属丝的阻值RX=$\frac{△U}{△I}=\frac{1.8}{0.40}=4.5Ω$
（5）根据R=ρ$\frac{L}{S}$ 得：ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{Rπ（\frac{d}{2}）^{2}}{L}$
带入数据得：ρ=1×10-6Ω•m，故C正确，ABD错误；
（6）A：读数引起的误差是由人为因素引起的，属于偶然误差，故A错误；
B：电流表串联在电路中，只考虑电流表内阻的影响，电流偏小，使本实验测量结果偏大，故B错误；
C：电压表与被测电阻并联，电压表内阻由分流作用，使电流表示数偏大，则本实验的测量结果偏小，故C正确；
D：用U-I图象处理数据能起到“平均”的作用，可以减小偶然误差但不能消除偶然误差，所以D正确．
故选：CD
故答案为：（1）0.397；（2）甲；（3）如图所示；（4）4.5；（5）C；（6）CD

点评 该题是综合性较强的题，解答时注意一下几方面：
1、对于长度的测量注意高中所要求的游标卡尺和螺旋测微器的使用方法，读书时是固定刻度的值与可动刻度的值得和．
2、会根据电压表、电流表及被测电阻的阻值关系，确定电流表是内接还是外接．
3、了解实验误差产生的原因，并会在试验中做到尽可能的减小误差．

练习册系列答案
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T/s05101520253035404550
V/（km/h）20304050505050352050
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