Question

1．在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，已測得金屬絲接入電路部分的長度為50.00cm，金屬絲的直徑為0.400mm．現(xiàn)用伏安法測金屬絲的電阻R_x．實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組（電動勢為3V，內(nèi)阻約1Ω）、電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）、滑動變阻器R（0～20Ω，額定電流2A）、開關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520

由以上數(shù)據(jù)分析可知，他們測量R_x是采用圖1中的甲圖（選填“甲”或“乙”）．

（2）圖2是測量R_x的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(jù)圖（1）所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．

（3）這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖3所示，請?jiān)趫D中標(biāo)出（1）中測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的7個坐標(biāo)點(diǎn)，并在圖3中描繪出U-I圖線．
（4）由（3）圖線得到金屬絲的阻值R_x=4.5Ω（保留兩位有效數(shù)字），
（5）伏特表、安培表用此接法測得的電阻值比真實(shí)值偏小（填大或�。�，
（6）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為C（填選項(xiàng)前符號）．
A．1×10^-2Ω•m       B．1×10^-3Ω•m     C．1×10^-6Ω•m     D．1×10^-8Ω•m．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意確定滑動變阻器的接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路．
（2）按照電路原理圖進(jìn)行實(shí)物圖的連接，注意導(dǎo)線不能交叉和滑動變阻器的連接方式．
（3）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（4）根據(jù)圖象應(yīng)用歐姆定律求出電阻絲阻值．
（5）根據(jù)電路圖應(yīng)用歐姆定律分析實(shí)驗(yàn)誤差．
（6）應(yīng)用電阻定律求出電阻率，然后答題．

解答 解：（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓與電流的取值范圍較大，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，因此需要選擇圖 甲所示電路圖．
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

（4）由圖示圖象可知，金屬絲的點(diǎn)：R_X=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.00}{0.220}$=4.5Ω；
（5）由電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，所測電流偏大，由歐姆定律可知，電阻的測量值小于真實(shí)值．
（6）由電阻定律可知：R_X=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracyocin8b{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πraoecxw^{2}{R}_{X}}{4L}$，代入數(shù)據(jù)解得：ρ≈1.1×10^-6Ω•m，從數(shù)量級上估算出的金屬絲電阻率是C選項(xiàng)．
故答案為：（1）甲；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）4.5；（5）��；（6）C．

點(diǎn)評 要明確電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)要求電流從零調(diào)時(shí)，滑動變阻器應(yīng)用分壓式接法；當(dāng)滿足待測電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí)，電流表應(yīng)用外接法，當(dāng)電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測電阻阻值時(shí)，電流表應(yīng)用內(nèi)接法．