Question

【题目】某同学要测量一较粗金属丝的电阻率，他用螺旋测微器测量其直径如图甲所示，由图可知其直径为mm，为精确测量金属丝的电阻，实验老师提供了以下实验器材：
A．金属丝Rx（约300Ω）
B．电池组（6V，0.05Ω）
C．电流表A1（30mA，内阻约10Ω）
D．电流表A2（3A，内阻约0.1Ω）
E．电压表V（6V，内阻RV=3kΩ）
F．滑动变阻器R1（2kΩ，0.8A）
G．滑动变阻器R2（50Ω，2A）
H．开关一个，导线若干
⑴该同学根据所给器材的特点，进行了实验电路的设计，实验要求通过金属丝的电流从零开始增加，则电流表应选择 ， 滑动变阻器应选择 ． （填器材前的字母标号）
⑵如图乙所示，该同学只连接了部分导线，请你帮助他完成实验电路的连接 ．
⑶该同学在实验中测量得到电压表的读数U、电流表的读数I、电阻丝的长度L和直径D，则用测量和已知量表示Rx= ， 金属丝电阻率的表达式为ρ= ．

Answer 1

【答案】4.200；C；G；；；
【解析】解：由图甲所示可知，螺旋测微器示数为：4.0mm+20.0×0.01mm=4.200mm；（1）通过电阻电阻的最大电流约为：I= = ≈0.020A=20mA，电流表应选择C；通过金属丝的电流从零开始增加，滑动变阻器应采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的G．（2）通过金属丝的电流从零开始增加，滑动变阻器应采用分压接法；待测金属丝电阻约为：300Ω，电流表内阻约为：10Ω，电压表内阻为3kΩ，由于电压表内阻已知，可以求出通过电压表的电流，电流表可以采用外接法，电路图如图所示：

；（3）由欧姆定律可知，电阻丝的阻值：Rx= ，由电阻定律可知：Rx=ρ =ρ ，则电阻率：ρ= ；

故答案为：（1）4.200；（1）C；G；（2）电路图如图所示；（3） ； ．

（1）螺旋测微器，又叫千分尺，当以毫米作单位时小数点后保留三位有效数字。根据螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
（2）根据实验的安全性及精确性结合电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下要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限流与分压以及电流表的内接外接法，然后连接实物电路图．
（4）应用欧姆定律与电阻定律，联立求出电阻与电阻率．