Question

1．在“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，在测出金属丝的长度后，用伏安法测该金属丝的电阻R，（金属丝的电阻大约为5Ω）．
（1）图甲中读出金属丝的直径为4.699mm．
（2）实验室提供下列器材：
A．电压表（0-3V，内阻约10kΩ）
B．电压表（0-15V，内阻约50kΩ）
C．电流表（0-0.6A，内阻约0.05Ω）
D．电流表（0-3A，内阻约0.01Ω）
E．滑动变阻器（0-10Ω）
F．电池（电动势3V，内阻较小）
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选A，电流表应选C（填序号）．
②实验中实物接线如图乙所示，图乙中有两处明显接线错误，请找出并填写在下面横线上（填连线的字母代号）错误1：d；错误2：e．
③在改正以上错误后，闭合开关，调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，请你在图中完成U-I图线．
④根据U-I图线求得该未知电阻的阻值R_x=5.0．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读；
根据电源的电动势和待测电阻的电压最大值，选择电压表的量程．估算电路中电流最大值，选择电流表的量程．为了使电路中电流变化较大，变阻器的总电阻应较小．变阻器触片上不能接线．该待测电阻较小，应采用电流表的外接法；

解答 解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×19.9mm=0.199mm，
所以最终读数为4.699mm；
（2）据题，电路中有两节干电池，总电动势为3V，待测电阻两端的电压不超过3V，
所以电压表应选用A：0～3V，内阻10kΩ；
电路中最大电流约为 I_max=$\frac{E}{{R}_{x}}$=$\frac{3}{5}$A=0.6A，故电流表应选用C：0～0.6A，内阻0.05Ω；
滑动变阻器应选E：0～10Ω，使得电路中电流变化范围较大；
由于金属丝的电阻大约为5Ω，因$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$=$\frac{10×1{0}^{3}}{5}$=2000，
$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$=$\frac{5}{0.05}$=100，
因$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}$＞$\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以应采用电流表的外接法，测量误差较小，图中是电流表的内接法，所以导线d有错误．另一个错误是e，导线不能接在滑动触头上．
（3）根据坐标系中描出的实验数据点画出U-I图线：

（4）由图示U-I图象可知，待测电阻阻值为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.00}{0.4}$Ω=5.0Ω
故答案为：（1）4.699；（2）①A，C，②d，e；③如上图所示；④5.0．

点评 对于电表的量程要根据电路中最大电压或电流进行选择，电流表量程的选择需要根据电路进行估算．
本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、作图象、求电阻阻值、实验误差分析，根据题意确定滑动变阻器与电流表接法是正确连接实物电路图的关键；要掌握描点法作图的方法．