Question

10．某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下供选择的器材：
A．电池组（3V，内阻约1Ω）
B．电流表A₁（0～3A，内阻0.012 5Ω）
C．电流表A₂（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
D．电压表V₁（0～3V，内阻4kΩ）
E．电压表V₂（0～15V，内阻15kΩ）
F．滑动变阻器R₁（0～20Ω，允许最大电流1A）
G．滑动变阻器R₂（0～2 000Ω，允许最大电流0.3A）
H．开关、导线若干
（1）实验时应从上述器材中选用ACDFH（填写仪器前字母代号）．
（2）测电阻时，电流表、电压表、待测电阻R_x在组成测量电路时，应采用电流表外接法，将设计的电路图画在图1方框内．
（3）若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图2，则读数为0.900 mm．
（4）若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$．

Answer 1

分析 （1）关键电源的电压选取电压表，根据电压表选取电流表，根据题目要求确定滑线变阻器的阻值选取变阻器．
（2）电路图的设计注重电表的接法和滑线变阻的接法．
（3）螺旋测微器固定刻度最小分度为1mm，可动刻度每一分度表示0.01mm，由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数，由可动刻度读出毫米的小数部分．
（4）根据电阻定律的公式推导电阻率的表达式．

解答 解：（1）由于电源电动势为3 V，则电压表选D；由I=$\frac{E}{R+r}$可知电路中最大电流约为0.5 A，则电流表选C；滑动变阻器采用限流接法，故电阻不能太大，选F；
本实验所选器材为：ACDFH．
（2）由于$\frac{RA}{Rx}$＞$\frac{Rx}{RV}$，故电流表采用外接法；设计的电路如右图所示．

（3）由图可以看出螺旋测微器固定刻度值为0.5 mm，
可动刻度为40×0.01 mm，则读数为：0.900 mm．
（4）由R=ρ$\frac{L}{S}$及S=π$（\frac{d}{2}）^{2}$可解得：ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$．
故答案为：（1）ACDFH；（2）外，见右图； 
（3）0.900；（4）$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$．

点评 电学实验中重点注意电表接法和滑线变阻器的连接方法，再加仪器的选择．