Question

12．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻R_x约为3Ω，实验室备有下列实验器材：
A．电压表V（量程3V，内阻约为3kΩ）
B．电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω）
C．滑动变阻器R（0～10Ω，额定电流0.5A）
D．电源E（电动势为3V，内阻约为0.3Ω）
E．开关S，导线若干

（1）为减小实验误差，应选用图中乙（填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图．
（2）现用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得其直径示数如丙图，则直径为0.608mm．图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为1.16×10^-6Ωm．（结果保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表采用内接法还是外接法，然后选择实验电路．
（2）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．由图示电表读出其示数，应用欧姆定律求出电阻阻值，由电阻定律求出电阻率．

解答 解：（1）因$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000}{3}$=1000，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{3}{1}$=3，
则有$\frac{{R}_{V}}{R}$＞$\frac{R}{{R}_{A}}$，电流表应选择外接法，因此实验电路应选乙．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，可动刻度读数为0.01×10.8mm=0.108mm，所以最终读数为0.608mm．
由图示电压表可知，其量程为3V，分度值为0.1V，所示为1.2V，由图示电流表可知，其量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，
电阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.2}{0.5}$=2.4Ω；
由R=ρ$\frac{L}{S}$ 可知，电阻率：ρ=$\frac{RS}{L}$=$\frac{2.4×3.14×（\frac{1}{2}×0.608×1{0}^{-3}）^{2}}{0.6}$≈1.167×10^-6Ω•m；
故答案为：（1）乙；（2）0.608（0.606～0.609mm均正确）；1.16×10^-6 （1.15×10^-6～1.17×10^-6Ω•m均正确）．

点评 本题考查了实验器材的选取、实验电路的选择、连接实物电路图；要掌握实验器材的选取原则：安全性原则、精确性原则、方便实验操作；确定电流表的接法是正确解题的关键．同时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．