Question

4．用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验．
（1）用多用表粗测电阻丝的电阻，每次换挡后，需重新欧姆调零，再进行测量．如果表的指针偏转角度过大，为了测量更准确，应将表的选择开关拨至倍率小（大或小）的挡位上．测量结果如图1所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为6Ω．
（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图2所示，由此可知金属丝直径的测量结果为0.933～0.936mm．
（3）在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：
A．直流电源（电动势约为4.5V，内阻很小）
B．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
C．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）
D．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）
E．电流表（量程0～3A，内阻约0.025Ω）
F．滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，最大允许电流1A）
G．滑动变阻器（阻值范围0～200Ω，最大允许电流2A）
H．开关、导线．
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择D，电压表应选择B，滑动变阻器应选择F．（填字母代号）
在该实验中，设计了如3图所示的四个电路．为了减小误差，应选取的电路是C．
（4）某位同学在一次测量时，电压表、电流表的示数如图4所示．由图中电压表、电流表的读数可计算出金属丝的电阻为6.09Ω．（结果保留两位小数）

Answer 1

分析 （1）根据欧姆表的工作原理可知，每次换档时需要重新调零，换完档后测量不同电阻时不需要重新调零．
（2）螺旋测微器固定刻度与可动刻度的示数之和是螺旋测微器的示数；
（3）关键是通过估算电路中的最大电流来选择电流表量程；根据要求“测得多组数据”可知．变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器方便调节；
（4）根据公式R=$\frac{U}{I}$，结合电表读数，即可求解．

解答 解：（1）欧姆表测电阻时每次换挡后要重新欧姆调零；指针偏转（相对电流零刻度线）过大，说明被测电阻阻值较小，应该改换较小倍率档位；
电阻的阻值等于读数乘以倍率，故表中读数为：R=6×1=6Ω；
（2）由图乙所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为0.5mm，游标尺示数为43.5×0.01mm=0.435mm，螺旋测微器示数为0.5mm+0.435mm=0.935mm；
（3）电源电压为4.5V，为了准确，我们采用分压接法，控制电压不超过3V，电压表采用B选项；
根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电流为：I_max=$\frac{E}{{R}_{x}}$=$\frac{4.5}{6}$A=0.75A，所以电流表应选量程0～0.6A，即D选项；
由于要求“测得多组数据”，所以变阻器应用分压式接法，应选择阻值小的变阻器，即F选项；
由于满足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以电流表应用外接法，即电路应是分压外接法，故电路图应选：C；
（4）由图可知，电压表读数为2.8V，而电流表的读数为0.46A，
根据公式R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.8}{0.46}$=6.09Ω，
故答案为：（1）调零，大，6；（2）0.933～0.936；（3）D，B，F，c；（4）6.09．

点评 熟记欧姆表的改装原理和使用方法以及表盘刻度的特点．在测量金属丝的电阻时，首先要考虑安全，其次准确，最后操作方便，连接实物图时注意正负极不要接反．