Question

9．某同学通过实验测量一种合金丝的电阻率．

（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧，如图甲所示的部件B（填“A”、“B”、“C”或“D”）．从图中的示数可读出合金丝的直径为0.410mm．
（2）待测合金丝R_x的电阻约为5Ω．提供的仪器有：
A．电压表（内阻约为10kΩ，量程为3V）
B．电流表（内阻约为3Ω，量程为0.6A）
C．电流表（内阻约为0.1Ω，量程为3A）
D．滑动变阻器（阻值为0～5Ω，额定电流为2A）
E．电源（电动势为5V，内电阻为1Ω）
F．一个开关、若干导线
①测量时，电流表应选B．（填序号）
②该同学根据以上仪器连接实验线路，为了较精确地测量，同时要求实验中电流表示数变化范围尽量宽，请你用笔画线代替导线，在图乙中将电路补充完整．
③实验中，测出合金丝的两端电压为U，电流强度为I，直径为d，长度为L，则该合金丝的电阻率的表达式ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$（用所给符号表示）．

Answer 1

分析 （1）为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，注意其精度是0.01mm．
（2）由$I=\frac{E}{R+r}$，求得电流值选择电流表，根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表外接法，精确测定此电阻丝的阻值，要求测量值尽可能多，故采用分压法．由电阻定律公式变形即可求得电阻率的表达式．

解答 解：（1）为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．
螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度的读数为：0.01mm×41.0=0.410mm，故合金丝的直径为 d=0.410mm．
（2）①电路最大电流约为$I=\frac{E}{R+r}$=$\frac{5}{5+1}$=0.83A，为准确测量，电流表应选B；
②为扩大电流表示数变化范围，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：
③根据R_x=$\frac{U}{I}$=$ρ\frac{L}{S}$，其中S=$\frac{1}{4}π{d}^{2}$，
解得：ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$，
故答案为：（1）B，0.410；（2）①B；②如图所示；③$\frac{{πU{d^2}}}{4IL}$

点评 本题考查了实验器材的选择、连接电路图、实验误差分析等问题；滑动变阻器采用限流接法时，电压、电流变化范围较小，滑动变阻器采用分压接法时，电流、电压变化范围大．