Question

某同學做“測量金屬絲電阻率”的實驗：
（1）首先，他用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑，并求出其平均值作為金屬絲的直徑d．其中某次測量如圖1所示，這次測量對應位置金屬導線的直徑為

 

mm．
（2）然后他測量了金屬絲的電阻．實驗中使用的器材有：
①金屬絲（接入電路的長度l₀為1m，電阻約5～6Ω）
②直流電源（4.5V，內阻不計）
③電流表（200mA，內阻約1.0Ω）
④電壓表（3V，內阻約3kΩ）
⑤滑動變阻器（50Ω，1.5A）
⑥定值電阻R_l（5.0Ω，1.5A）
⑦定值電阻R₂（10.0Ω，1.0A）
⑧定值電阻R₃（100.0Ω，1.0A）
⑨開關，導線若干
該同學實驗時的電路圖如圖2所示，且在實驗中兩塊電表的讀數都能接近滿偏值，定值電阻應該選

 

（選填“R₁”、“R₂”或“R₃”）．
（3）該同學根據測量時電流表的讀數I、電壓表的讀數U描繪的U-I圖象如圖3所示，根據圖象可以求得金屬絲的電阻R_x=

 

Ω（保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析：（1）螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀；
（2）根據兩電表滿偏電壓和電流，由歐姆定律求出定值電阻的阻值來選擇．
（3）U-I圖線的斜率等于待測電阻+待測電阻．在直線上取相距較遠的兩點，讀出坐標求出斜率，求解．

解答：解：（1）固定刻度的讀數為：0.5mm，可動刻度讀數為0.01×2.5mm=0.025mm，所以最終讀數為：0.5mm+0.025mm=0.525mm．
（2）根據歐姆定律得
      定值電阻R=

U

I

-R_被=

3

0.2

-5=10Ω，故定值電阻應該選R₂．
（3）在直線選取離原點較遠的一點，讀出坐標U=2.75V，I=180mA=0.18A，
      待測電阻R_被=

U

I

-R_定=5.2Ω
故答案為：0.525；R₂；5.2

點評：（1）決本題的關鍵是掌握螺旋測微器的讀數方法，螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
（2）本題考查理解物理圖象的能力．伏安法是測量電阻的基本原理，圖象法是處理數據的常用方法，可以減小偶然誤差．