Question

20．在“测定金属电阻率”的实验中，需用用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图甲所示，其读数为1.602mm；

测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值约为5Ω，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验室能够提供的实验器材有：
A．电流表G，量程为0～300μA，内阻R_g=100Ω
B．电流表A₁，量程为0～0.6A，内阻r₁=0.1Ω
C．电流表A₂，量程为0～3A，内阻r₂=0.02Ω
D．电阻箱R₁，阻值范围0～999.9Ω
E．电阻箱R₂，阻值范围0～9999.9Ω
F．滑动变阻器R₃，最大阻值为10Ω
G．电源E=3V，内阻约为r=0.5Ω
H．开关一只，导线若干
回答下列问题：
（2）正确选择实验器材，电流表应选择A和B，变阻箱应选E；（填写元器件前的字母代号）
（3）画出电阻测量的实验电路图；
（4）使用正确电路，分别测量多组实验数据，并记录在如图乙I_G-I坐标系中，将R₂调节到9900Ω，根据记录的实验数据做出金属丝的I_G-I图线，并算出金属丝的电阻R_x=5.0Ω．（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
（2）根据实验原理与所给实验器材分析答题；
（3）根据实验原理与实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路图；
（4）根据坐标系内描出的点作出图象，作图原则：让尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀的分布在直线两侧，然后根据图象求出电阻阻值．

解答 解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：1.5mm+10.2×0.01mm=1.602mm；
（2）①由所给实验器材可知，没有电压表，应该用电流表与电阻箱改装电压表，
电源电动势为3V，改装的电压表量程应为3V，应选用电流表A与电阻箱E改装成电压表，
通过电阻丝的最大电流约为：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A，则电流表应选择B；
②待测电阻阻值约为5Ω，电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻为10kΩ，电流表应采用外接法，
滑动变阻器最大阻值为10Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示：

（3）根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：

由图示图象可知，金属丝的电阻R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{{I}_{G}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{I}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×（100+9900）}{0.2}$Ω=5.0Ω；
本题答案是：（1）1.601；
（2）①A；B；E；
（3）电路图如图所示；
（4）如图所示；5.0Ω．

点评 本题考查了螺旋测微器读数、测金属丝的电阻，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数，根据实验原理与所给实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法是作出电路图关键．