Question

4．（1）某学校学生在开展“测金属电阻率”研究性学习活动中，对有关金属（灯泡中的钨丝）、半导体（二极管）、合金（标准电阻），及超导材料的电阻率查阅了大量资料，提出了下列一些说法，你认为正确的有B
A．金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而不发生显著变化制成的
B．标准电阻是利用合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化制成的
C．半导体材料的电阻率随温度升高而增大
（2）①在“测金属电阻率”实验中，螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图，则直径d=0.900mm．
②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω．
在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材供选择，
A₁电流表（量程40mA，内阻约0.5Ω）
A₂电流表（量程10mA，内阻约0.6Ω）
V₁电压表（量程6V，内阻约30kΩ）
V₂电压表（量程1.2V，内阻约的20kΩ）
R₁滑动变阻器（范围0-10Ω）
R₂滑动变阻器（范围0-2kΩ）
除必选电源（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关外，电流表应选A₁，电压表应选V₂，滑动变阻器应选R₁．（填代号）并将设计好的测量电路原理图画在方框内．
③若电压表、电流表读数用U、I表示，用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$．

Answer 1

分析 （1）金属电阻率随温度的升高而升高，半导体的电阻率随温度的升高的降低；当温度为绝对零度时，某种材料电阻率突然为零，这种现象叫超导现象；
（2）①螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上半刻度读数再加可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
②估算出最大电流，然后根据安全要求选择电压表和电流表的量程，滑动变阻器选择小电阻，采用分压式接法；
③根据欧姆定律和电阻定律列式后联立求解．

解答 解：（1）A、金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而而升高制成的，故A错误；
B、合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化，标准电阻是利用该原理制成的，故B正确；
C、半导体材料的电阻率随温度升高而减小，故C错误；
故选：B．
（2）①固定刻度读数为0.5mm；可动刻度读数为：40.0×0.01mm=0.400mm，螺旋测微器读数为：0.5mm+0.400mm=0.900mm；
②电源电动势为1.5V，电压表应选择V₂；最大电流约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.2V}{25Ω}$=0.048=48mA，故电流表选择A₁，电压表选择V₂；
滑动变阻器采用分压式接法，为便于操作，选择小电阻，故选R₁；
电路图如图所示：

③根据欧姆定律，有：R=$\frac{U}{I}$，根据电阻定律，有：R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$，则电阻率：ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$；
故答案为：（1）B；（2）①0.900； ②A_l；V₂；R_l；电路图如图所示；  ③$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$．

点评 本题第一问要明确各种材料的电阻率特点；第二问关键明确实验原理和误差来源，然后根据电阻定律和欧姆定律分析．