Question

2．某同学计如图a所示的电路图来进行有关电学实验，其中ab为粗细均匀的金属丝，R₀为保护电阻．

（1）按电路图在图b中完成实物连线．
（2）用螺旋测微器测得金属丝直径如图c所示，其读数为0.400mm．
（3）电路连接正确后，闭合开关，调节P的位置，记录aP长度x与对应的电压表示数U和电流表示数I．将记录的数据描点在如图d的坐标纸上．
①在图d上作出$\frac{U}{I}$-x关系图线．
②由$\frac{U}{I}$-x图线求得电流表的内阻r_A=2.0Ω和金属丝的电阻率ρ与其横截面积S的比值$\frac{ρ}{S}$=10Ω•
m^-1．（记算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据原理图得出对应的实物图；
（2）根据螺旋测微器的读数方法可得出对应的读数；
（3）①应用描点法作图作出图象；②求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电阻率与面积的比值，根据截距可求得电流表内阻．

解答 解：（1）根据给出的原理图得出对应的实物图如图所示；
（2）螺旋测微器固定部分读数为0mm；转动部分读数为：40.0×0.01=0.400mm；故读数为0.400mm

（3）①根据描出的点可得出对应的图象如图所示；由电阻定律可得，R=ρ$\frac{x}{s}$，由欧姆定律可得：R=$\frac{U}{I}$，则$\frac{U}{I}$=$\frac{ρ}{s}x$，$\frac{U}{I}$-x图象斜率k=$\frac{ρ}{S}$，
由图4所示图象可知：k=$\frac{8.0-2.0}{0.60}$=10，即k=$\frac{ρ}{S}$=10，
由图象可得：x=0时对应的数值2.0，即$\frac{U}{I}$=2.0，则电流表的内阻为2.0Ω．
故答案为：（1）如图所示；（2）0.400；（3）①如图所示；②2.0；10；

点评 明确螺旋测微器的读数方法；知道螺旋测微器需要估读；明确实验原理，能根据电路图及相应的物理规律分析得出函数关系，同时能根据图象分析数据，得出结论．