Question

7．一探究小组要测量2B铅笔芯的电阻率．所用的实验器材有：电源E（9V），铅笔芯（最大阻值约6Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），电流表A（量程为0.3A，内阻约为0.5Ω），电压表V（量程为3V，内阻约为1000Ω），开关S．
（1）将图1虚线框内测量铅笔芯电阻的实验电路图补充完整．
（2）实验中，改变连入电路的铅笔芯长度L，测出对应的电阻值R．测得的5组实验数据已描点在如图2所示的R-L坐标系中，请画出R-L图线．
（3）用螺旋测微器测量铅笔芯的直径，如图3所示，其读数为1.200mm．
（4）根据画出的R-L图线及测得的铅笔芯的直径，可求得铅笔芯的电阻率为3.77×10^-5Ω•m（保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）为保证电路安全，方便实验操作，应选阻值小的滑动变阻器，根据实验器材确定滑动变阻器接法，根据待测电阻阻值与电表内阻关系确定电流表接法，作出电路图；
（2）根据描点法作出图象；
（3）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；
（4）根据电阻定律结合图象求解．

解答 解：（1）为保证电路安全，滑动变阻器采用限流接法，铅笔芯电阻较小，故电流表可采用外接法，实验电路图如图所示：

（2）根据描点法作出图象，如图所示：

（3）铅笔芯的直径为d=1mm+20.0×0.01mm=1.200mm．
（4）根据电阻定律R=$ρ\frac{L}{S}$，可知R-L图象的斜率k=$\frac{ρ}{S}$
其中S=$\frac{1}{4}π{d}^{2}$，
解得：$ρ=kS=\frac{4}{0.12}×\frac{1}{4}×π×（1.2×1{0}^{-3}）^{2}$=3.77×10^-5Ω•m
故答案为：（1）如图所示；（2）如图所示；（3）1.200；（4）3.77×10^-5

点评 本题考查了螺旋测微器读数、实验器材的选择、作电路图等问题；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，螺旋测微器需要估读．