Question

15．在測定金屬的電阻率的實驗中，所用測量儀器均已校準：
（1）用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為：d=0.398mm；
（2）用歐姆表“×1”擋測量該金屬絲的電阻，指針所指位置如圖乙所示，則該金屬絲的阻值約為6.0Ω；

（3）用伏安法測金屬絲的電阻R_x，現(xiàn)備有下列器材供測量該電阻絲的電阻時選用，為減小實驗誤差，應選用的器材有ACFGH．（只填器材對應的序號）
A．電流表A₁（量程0.6A、內(nèi)阻約為0.5Ω ）
B．電流表A₂ （量程：3A、內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．電壓表V₁（量程：3V、內(nèi)阻約為6kΩ）
D．電壓表V₂（量程15V、內(nèi)阻約為30kΩ ）
E．滑動變阻器R₁（阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A）
F．滑動變阻器R₂（阻值為0～20Ω，額定電流為2A ）
G．電池組E（電動勢3V，內(nèi)阻約為1Ω）
H．開關S一個，導線若干
某小組同學用伏安法利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	2.00	2.48
I/A	0.020	0.060	0.140	0.210	0.320	0.400	0.520

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，為了盡量減小實驗誤差，請你在圖丙的虛線框內(nèi)畫出該小組同學設計的實驗電路圖．
（4）請根據(jù)改組同學測得的數(shù)據(jù)，在圖丁中作出該電阻的U-I圖線，并根據(jù)你作出的U-I圖象得到該金屬絲的阻值R_x=5.0Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)由固定刻度與可動刻度讀數(shù)之和，需要估讀到0.001mm；
（2）根據(jù)歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（3）通過估算電路中的最大電流來選擇電流表量程；根據(jù)要求“測得多組數(shù)據(jù)”可知．變阻器應采用分壓式接法，應選擇阻值小的變阻器方便調(diào)節(jié)，畫出電路圖；
（4）根據(jù)描點法作出圖象，圖象的斜率表示電阻．

解答 解：（1）固定刻度讀數(shù)為0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01mm×39.8=0.398mm，則電阻絲的直徑為：
d=0mm+0.398mm=0.398mm
（2）由圖示歐姆表可知，電阻絲的阻值為6.0×1=6.0Ω．
（3）電源電壓為3V，電壓表采用C，
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的最大電流為：$I=\frac{E}{R}=\frac{3}{6}=0.5A$，所以電流表應選A；
由于要求“測得多組數(shù)據(jù)”，所以變阻器應用分壓式接法，應選擇阻值小的變阻器F；
由于滿足$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}＞\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$，所以電流表應用外接法，即電路應是分壓外接法，應選用的器材有ACFGH，電路圖如圖所示：
（4）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：
由圖線可得該金屬絲的阻值：R_x=$\frac{2.5-0}{0.5-0}=5.0Ω$．
故答案為：（1）0.398；（2）6.0；（3）ACFGH．如圖所示；（4）如圖所示；5.0．

點評 解決本題的關鍵掌握游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．以及螺旋測微器的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．若有“測得多組數(shù)據(jù)”要求或要求電流從零調(diào)時，變阻器應用分壓式接法，選擇阻值小的變阻器時方便調(diào)節(jié)．