Question

3．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某次测量结果如图1所示，其读数为0.400（该值接近多次测量的平均值）．
（2）用伏安法测金属丝的电阻R_x．实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A），开关、导线若干．
某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

根据表中数据分析可知，他们在将滑动变阻器接入电路时采用的是分压式接法（填“限流式”或“分压式”），为减小误差，将电流表接入电路时，宜采用外接法（填“内”或“外”）；图乙是他们在测量R_X时的实验器材实物图，请根据你以上的正确判断，补充完成图中实物间的连线．
（3）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为C．
A、1×10^-2Ω•m   B、1×10^-3Ω•m    C、1×10^-4Ω•m   D、1×10^-5Ω•m．

Answer 1

分析 （1）读数时要分成整数部分和小数部分两部分来读，注意半毫米刻度线是否露出；
（2）根据数据表可以求出电场值，再根据滑动变阻器的值，即可确定变阻器采用的是分压式，还是限流式接法；
（3）根据电阻定律和欧姆定律写出电阻率的表达式，然后解出电阻率的值即可．

解答 解：（1）螺旋测微器的读数为：d=0.0+40.0×0.01mm=0.400mm；
（2）从给出的数据表可知，电流表和电压表的读数，结合R=$\frac{U}{I}$，求得电阻约为5Ω，
由于电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ），即5²＜0.1×3000，
因此所测电阻偏小，电流表采用外接法；
而滑动变阻器R（0-20Ω），
所以变阻器采用的应是分压式接法，
如下图所示：

（3）根据R=ρ$\frac{L}{S}$ 得：ρ=$\frac{{R}_{x}S}{L}$=$\frac{{R}_{x}π（\frac{d}{2}）^{2}}{L}$
带入数据得：ρ=1×10^-4Ω•m，故C正确，ABD错误；
故答案为：（1）0.400；（2）分压式，外接法；（3）C．

点评 该题是综合性较强的题，解答时注意一下几方面：
1、对于长度的测量注意高中所要求的游标卡尺和螺旋测微器的使用方法，读书时是固定刻度的值与可动刻度的值得和．
2、会根据电压表、电流表及被测电阻的阻值关系，确定电流表是内接还是外接．
3、了解实验误差产生的原因，并会在试验中做到尽可能的减小误差．