题目内容

11．兴趣小组的同学想测量一捆带绝缘漆的镍铬合金丝的长度．
（1）如图1所示，他们用螺旋测微器测得合金丝的直径d=0.200mm．查得镍铬合金丝的电阻率为，若测出合金丝的电阻为R，则合金丝的长度可以根据公式L=$\frac{πR{d}^{2}}{4ρ}$求出（用ρ、d、R 表示）．
（2）他们用表盘如图2所示的多用电表测量合金丝的电阻．先将选择开关调到电阻挡的“X10”位置，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插扎，把两笔尖相互接触，调节T（选填“S”或“T”），使多用电表的指针指向电阻挡的0（选填“0”或“∞”）刻线．之后将红、黑表笔的笔尖分别与合金丝两端接触，发现指针偏转角度过大，于是他们将选择开关调到电阻挡的×1（选填“X1”或“X100”）位置．

（3）正确选择挡位并重新调零后，他们将红、黑表笔分别与合金丝的两端接触，测得合金丝的电阻为15Ω．他们还想用伏安法测量合金丝的电阻时，发现实验室提供的电表内阻约0.5Ω，电压表内阻约3kΩ．为减小测量误差，在实验中应采用图3中的甲（选填“甲”或“乙”）电路．
（4）他们选择合适的电路后，分别用最大阻值是5Ω、50Ω、2000Ω 的三种滑动变阻器做限流电阻．当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别做出电压表读数U随滑片移动距离x的关系曲线a、b、c．如图4所示．用最大阻值为2000Ω 的滑动变阻器做实验得到的图线是图中的a（选填“a”、“b”或“c”）为减小实验误差，应选择图中的b（选填“a”、“b”或“c”）所对应的滑动变阻器．

分析 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；
根据实验所测数据，应用电阻定律可以求出金属丝的电阻率；
多用电表测量电阻时，先进行机械校零，需将选择开关旋到殴姆档某一位置，再进行欧姆调零，欧姆调零后，测量电阻读出示数．欧姆表黑表笔与内置电源正极相连，电流从黑表笔流出，红表笔流入．
根据待测电阻阻值与电表内阻关系确定电流表接法，然后选择实验电路；

解答 解：（1）由图甲所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.0mm，可动刻度所示为20.0×0.01mm=0.200mm，
螺旋测微器的示数为0.0mm+0.200mm=0.200mm．
金属丝电阻：R=ρ$\frac{L}{S}$=$\frac{ρL}{π（\frac{d}{2}）^{2}}$=$\frac{4ρL}{π{d}^{2}}$，
因此金属丝的长度L=$\frac{πR{d}^{2}}{4ρ}$
（2）
多用电表使用电阻挡时，需要将两表笔接触后进行欧姆调零，即图中T旋钮，使指针指向电阻挡的0刻度线；
针红黑表笔与电阻接触后发现指针偏转角度过大，说明在当前电阻挡位测量读数过小，需要换成更小挡位，即开关调到电阻挡的×1的位置；
（3）由电阻阻值及电流表电压表阻值可知，该被测电阻为小电阻，应采用电流表外接法测量，即图甲所示的电路；
（4）由题意可知，电压表测量的是被测电阻两端的电压U随着滑动变阻器滑片移动的距离x的变化关系，被测电阻与滑动变阻器是串联分压关系，从图中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电压变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应2000Ω滑动变阻器；
同理分析，可知，c图线电压几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，分压效果不明显，所以对应是5Ω的图象；
本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻两端的电压变化范围大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器．
故答案为：（1）0.200，$\frac{πR{d}^{2}}{4ρ}$；（2）T，0，×1；（3）甲；（4）a，b．

点评 考查螺旋测微器的读数，注意其有估计值，并掌握多用电表的使用方法，及注意事项，理解电流表内接法与外接法的区别，最后注意图象的物理意义，及斜率的含义．

练习册系列答案
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