Question

20．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示；金属丝的电阻大约为400Ω．先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
①从图中读出金属丝的直径d为0.520mm．
②在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势约3V，内阻很小；
电流表A₁：量程0～6mA，内阻约为10Ω；
电流表A₂：量程0～30mA，内阻约2Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻约3kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值20Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值200Ω；
开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是A₁，应该选用的滑动变阻器是R₁．
③根据所选的器材，在方框中画出实验电路图．
④若按照以上电路图测出电流值为I，电压值为U，金属丝长度为L，则用公式算出的电阻率与真实值相比，偏大（填”偏大”“偏小””相等”）．

Answer 1

分析 （1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．
（2）根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表接法，然后作出电路图．
（4）根据实验数据，应用电阻定律求出金属材料的电阻率．

解答 解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为解：（1）由图示螺旋测微器可知，固定刻度读数：0.5mm；可动刻度读数0.01mm×2.0=0.020mm；故螺旋测微器读数为：0.520mm；
（2）为减小读数误差，选小量程电流表，故选电流表A₁：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；为保证电路安全和实验的准确性，滑动变阻器应选E，即滑动变阻器R₁；
（3）为保证电路安全，滑动变阻器分压接法，由题意知，金属丝电阻较大，电流内阻较小；故电流表采用内接法，实验电路图如图所示；

（4）根据电阻定律R=$\frac{ρL}{S}$，
则有公式ρ=$\frac{π{d}^{2}U}{4IL}$，因电压表的值偏大，则导致电阻率偏大，算出的电阻率比真实值偏大；
故答案为：①0.520；②A₁；R₁③电路图如图所示；④偏大

点评 本题关键：（1）用伏安法测电阻时安培表内、外接法的选择原则是“大内小外”，即对于大电阻采用安培表内接法，对于小电阻采用安培表外接法；（2）需要有较大的电压测量范围时，滑动变阻器采用分压式接法．