Question

某同學(xué)要測量一段長為L，直徑為D的金屬絲的電阻率．
（1）他先用多用電表粗測其電阻．用已經(jīng)調(diào)零且選擇開關(guān)指向歐姆擋“×10”檔位的多用電表測量，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，這時(shí)他應(yīng)將選擇開關(guān)換成歐姆擋的“

 

”檔位（選填“×100”或“×1”）；調(diào)零后測量，其表盤及指針?biāo)�指位置如右圖所示，則此段電阻絲的電阻為

 

Ω．

（2）現(xiàn)要進(jìn)一步精確測量其阻值．實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：
A．量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.5Ω的電流表
B．量程0～3A，內(nèi)阻為0.1Ω的電流表
C．量程0～3V，內(nèi)阻為6kΩ的電壓表
D．量程0～15V，內(nèi)阻為30kΩ的電壓表
E．阻值為6kΩ的定值電阻R₀
F．阻值為0～1kΩ的滑動(dòng)變阻器R₁
G．阻值為0～10Ω的滑動(dòng)變阻器R₂
H．蓄電池的電動(dòng)勢為6V，內(nèi)阻很小
I．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干
為了盡可能精確地完成實(shí)驗(yàn)，要求電表的讀數(shù)變化范圍較大，本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的器材除了H、I外，還要從上述器材中選擇

 

（只填儀器前的字母代號(hào)）．
（3）請(qǐng)?jiān)诖痤}紙的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖．
（4）若選擇了最合適的器材，采用最恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，則金屬絲的電阻率為ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）用歐姆表測電阻應(yīng)選擇合適的擋位，指針偏轉(zhuǎn)角度過大，說明所選擋位太大，應(yīng)換小擋；歐姆表指針示數(shù)與倍率的乘積是歐姆表的示數(shù)．
（2）根據(jù)電源電動(dòng)勢選擇電壓表，根據(jù)最大電流選擇電流表，在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，為保證電表安全應(yīng)選擇保護(hù)電阻．
（3）要測多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（4）根據(jù)電路圖，應(yīng)用歐姆定律求出電阻阻值，然后根據(jù)電阻定律求出電阻率．

解答：解：（1）多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”檔位，指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，說明所選擋位太大，應(yīng)換小擋，應(yīng)將選擇開關(guān)換成歐姆擋的×1擋位；由提升表盤及指針位置可知，歐姆表示數(shù)為12×1Ω=12Ω．
（2）電源電動(dòng)勢為6V，為使電表讀數(shù)范圍較大，需要的實(shí)驗(yàn)器材有：A．量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.5Ω的電流表，C．量程0～3V，內(nèi)阻為6kΩ的電壓表，E．阻值為6kΩ的定值電阻R₀，G．阻值為0～10Ω的滑動(dòng)變阻器R₂．
（3）為使電表測量范圍大些，測出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由待測電阻阻值與電表內(nèi)阻阻值可知，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，電源電動(dòng)勢為6V，電壓表量程為3V，為測多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、保護(hù)電路，應(yīng)給電壓表串聯(lián)一個(gè)定值電阻，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（4）由實(shí)驗(yàn)電路圖可知，定值電阻R₀與電壓表串聯(lián)，由題意知，定值電阻阻值等于電壓表內(nèi)阻阻值，電壓表示數(shù)為U，則定值電阻兩端電壓也是U，待測電阻兩端電壓為2U，則待測電阻阻值R_X=

2U

I

=ρ

L

S

=ρ

L

π( D 2 )2

，電阻率ρ=

πD2U

2IL

．
故答案為：（1）×1；12；（2）A、C、E、G；（3）電路圖如圖所示；（4）

πUD2

2IL

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了用歐姆表測電阻、選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、求電阻率等問題；根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)要求選擇實(shí)驗(yàn)器材，確定電壓表與電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵．