Question

15．在“测量金属的电阻率”的实验中，待测金属丝接入电路部分的长度约为L=44.00cm，所用测量仪器均已校准．
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，读数多次测量取平均值为D=0.400mm
②测金属丝的电阻R_x．实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干．设计电路图并按照自己设计的电路图在图1的实物图上连线（要求测量电阻尽可能准确）．
③利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	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

在坐标纸上建立U、I坐标系，如图2所示，请描绘出U-I图线，并由图线得到金属丝的阻值R_x=4.5Ω（保留两位有效数字）

④由以上数据可以估算出金属丝电阻率约为1.3×10^-6Ω•m（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据题意确定滑动变阻器接法和电流表的接法，然后连接电路；
（2）根据坐标系内描出的点作出图象，根据斜率求出电阻；
（3）根据电阻定律分析答题．

解答 解：②从给出的数据表可知，电流表和电压表的读数变化范围较大，所以变阻器采用的应是分压式接法，${R}_{x}=\frac{U}{I}≈\frac{0.10}{0.02}=5Ω$，$\sqrt{{R}_{A}{R}_{V}}=\sqrt{0.1×3000}=10\sqrt{3}Ω$＞R_x，则电流表外接，实物电路图如图所示：
③根据坐标系内描出的点作出图象，如图所示：
图象的斜率表示电阻，则${R}_{x}=\frac{2.0-0}{0.44-0}=4.5Ω$，
③根据电阻定律得：R=$ρ\frac{L}{S}$，其中S=$\frac{1}{4}π{D}^{2}$，
解得：$ρ=\frac{Rπ{D}^{2}}{4L}=1.3×1{0}^{-6}$Ω•m
故答案为：②如图所示；③如图所示；4.5；（3）1.3×10^-6

点评 明确电学实验中，当要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式接法；当满足待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应用外接法，当电流表内阻远小于待测电阻阻值时，电流表应用内接法．