Question

20．北京市技术质量监督局曾对市场中电线电缆产品质量进行抽查，检验负责人说：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积缩小，买2.5平方毫米的线，拿到手的线可能是1.5 或1.5多一点，载流量不够；还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求…”．
（1）现从一捆横截面积为1平方毫米的不合格的电线截取一段，采用绕线法测量其横截面积，读数如图甲所示，可得该导线的半径约为0.625mm（保留3位有效数字）；经你判断该导线的横截面积合格（填“合格”或者“不合格”）；
（2）欲测量该捆电线的电阻率是否合格，经查阅，纯铜的电阻率为1.8×10^-8Ω•m．取长度为100m（真实长度）的电线，横截面积取1平方毫米，并用伏安法测量其电阻，所用器材有：
A．电源（电动势约为5V，内阻不计）；
B．待测长度为100m的导线一捆；
C．电压表（量程为5V，内阻约为5kΩ）；
D．电流表（量程为0.6A、3A，内阻分别为0.125Ω、0.025Ω）；
E．滑动变阻器（5Ω，2A）
某同学设计了如图乙的电路，所选电表量程均合理，则电压表的另一端应接b（填“a”或“b”），测量得电压表示数为4.50V，电流表读数如图丙所示，为2.50A．结合检验负责人的话，你认为这捆电线不合格的原因最有可能是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求．

Answer 1

分析 （1）根据10根导线直径的总长度，再求出单匝线圈的半径；
（2）根据给出的电阻值分析判断应采用的电流表接法；分析电表量程得出最小分度，即可求得电流值；
分析不合格的原因主要从电阻率及绝缘外皮是否合格进行分析．

解答 解：（1）由图可知，10匝线圈的直径的总长度为：12.5mm；则导线的半径为：$\frac{12.5}{10×2}$=0.625mm；则其截面积为：S=πr²=π×0.625²=1.22mm²；则说明截面积合格；
（2）因电流表电阻是精确值，这样根据电压表与电流表读数，即可求得所测电阻的阻值，因此应采用电流表内接法，故电压表的另一端应接b；
电流表量程为3A，则最小分度为0.1A，则读数为2.50A；
则电阻R=$\frac{4.50}{2.50}$=1.8Ω；
电阻率ρ=$\frac{RS}{l}$=$\frac{1.8×1.22×1{0}^{-6}}{100}$=2.20×10^-8Ω•m；故电阻率达不到要求；
另外不合格的原因可能还有绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮等；
故答案为：（1）0.625；合格；（2）b；2.50；绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求

点评 本题主要考查了电学元件选取原则和欧姆定律及电阻定律的直接应用，要注意认真分析题意，并能将所学物理规律正确应用．