Question

实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10^-8Ωm．课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．
（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；
②

 

；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图1（a）所示．

（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图1（b）的A、B、C、D四个电路中选择

 

电路来测量金属丝电阻；
（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图2所示，金属丝的直径为

 

mm；
（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为

 

m．（结果保留两位有效数字）
（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．（只需写出简要步骤）

 

．

Answer 1

分析：通过实验来测算螺线管使用的金属丝长度，由电阻定律已知电阻率、电阻及横截面积，则可求出金属丝的长度．同时运用伏安法电流表外接法，变阻器分压式来测量金属丝的电阻．
欧姆表是测量电阻的仪表，把被测电阻串联在红黑表笔之间，欧姆表电流是从黑表笔流出红表笔流入，
（1）用欧姆表测电阻，每次换挡后和测量前都要重新调零（指欧姆调零）．
（2）测电阻时待测电阻不仅要和电源断开，而且要和别的元件断开．
（3）测量时注意手不要碰表笔的金属部分，否则将人体的电阻并联进去，影响测量结果．
（4）合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近，

解答：解：（1）欧姆调零是将红、黑表笔短接，调整调零旋钮使其电流达到最大，则此时刻度盘上的读数为零．
（2）由于金属丝的电阻较小，则选择电流表外接法．并为了减少实验误差，且在实验中获得较大的电压调节范围，所以变阻器要选择分压式接法．故选：D   
（3）螺旋测微器的读数是由固定刻度与旋转刻度组合，且最后加上估计值而成．0+26×0.01mm=0.26mm  最后估计值为±0.002mm，所以读数为0.260 mm （0.258-0.262 mm均给分）
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=12.5m    由于结果保留两位有效数字，所以为：13m
（5）使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障；
故答案为：（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零
（2）D
（3）0.260 mm （0.258-0.262 mm均给分）
（4）13m
（5）使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障．

点评：殴姆调零与机械调零要区分，前者是调节殴姆表内的滑动变阻器的电阻来使电流表达到满偏；后者是螺丝刀调节指针使其电流为零．