Question

20．①在“測(cè)金屬電阻率”實(shí)驗(yàn)中，螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑的讀數(shù)如圖1，則直徑d=0.900mm．
②測(cè)得接入電路的金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，已知其電阻大約為25Ω．在用伏安法準(zhǔn)確測(cè)其電阻時(shí)，有下列器材供選擇，除必選電源（電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很�。�、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)外，電流表應(yīng)選A_l，電壓表應(yīng)選V₂．（填代號(hào)）并將設(shè)計(jì)好的測(cè)量電路原理圖畫(huà)在圖2虛框內(nèi)．
A₁電流表（量程40mA，內(nèi)阻約0.5Ω）
A₂電流表（量程10mA，內(nèi)阻約0.6Ω）
V₁電壓表（量程6V，內(nèi)阻約30kΩ）
V₂電壓表（量程1.2V，內(nèi)阻約的20kΩ）
R₁滑動(dòng)變阻器（范圍0-10Ω）
③若電壓表、電流表讀數(shù)用U、I表示，用上述測(cè)得的物理量計(jì)算金屬絲的電阻率的表示式為ρ=$\frac{π{Ud}_{\;}^{2}}{4IL}$．

Answer 1

分析 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上半刻度讀數(shù)再加可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；
估算出最大電流，然后根據(jù)安全要求選擇電壓表和電流表的量程，滑動(dòng)變阻器選擇小電阻，采用分壓式接法；

解答 解：①固定刻度讀數(shù)為0.5mm；可動(dòng)刻度讀數(shù)為：40.0×0.01mm=0.400mm，螺旋測(cè)微器示數(shù)為0.5mm+0.400mm=0.900mm．
②最大電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.5}{25}$=0.06A=60mA，故電流表選擇A₁，電壓表選擇V₂；金屬絲的電阻很小，電流表要采用外接法，電路圖如圖所示：

③、若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，則金屬絲電阻為R=$\frac{U}{I}$，再由電阻定律R=$\frac{ρL}{S}$，S=$\frac{{πd}_{\;}^{2}}{4}$，聯(lián)立可得$ρ=\frac{π{Ud}_{\;}^{2}}{4IL}$.$\frac{π{Ud}_{\;}^{2}}{4IL}$
故答案為：①0.900；②A_l，V₂，測(cè)量電路原理圖如上圖所示．③$\frac{π{Ud}_{\;}^{2}}{4IL}$

點(diǎn)評(píng) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，要注意滑動(dòng)變阻器與電流表的接法；若滑動(dòng)變阻器采用限流式時(shí)能限住電流，則應(yīng)用限流式，因?yàn)橄蘖魇讲僮鞣奖闱夜?jié)能．因本題中電流表和電壓表內(nèi)阻一定，可以精確測(cè)量待測(cè)電阻值，此時(shí)無(wú)所謂電流表內(nèi)外接法選擇了．