Question

【題目】在“測定金屬的電阻率”的實驗中，金屬絲的阻值約為5，某同學先用刻度尺測量金屬絲的長度l=50.00cm，用螺旋測微器測量金屬絲直徑時刻度位置如圖所示，再用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據電阻定律計算出該金屬材料的電阻率。

①該電阻絲直徑的測量值d=___________mm；

②實驗中能提供的器材有：

A．電壓表V1（量程0～3V，內阻約3k）

B．電壓表V2（量程0～15V，內阻約15k）

C．電流表A1（量程0～3A，內阻約0.01）

D．電流表A2（量程0～0.6A，內阻約0.1）

E．滑動變阻器R1（0～20）

F．滑動變阻器R2（0～500）

G．電源E（電動勢為3.0V）及開關和導線若干

該同學從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進行測量，則電壓表應選擇_______，電流表應選擇________，滑動變阻器應選擇_______，（選填各器材前的字母）。要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，并能較準確地測出電阻絲的阻值，實驗電路應選用圖_________。

③該同學建立U－I坐標系，通過測量多組電壓U與電流I值，描點作出金屬絲的U－I曲線為一條通過原點傾斜的直線，實驗中使用的電流表內阻為RA，電壓表內阻為RV，若考慮電流表和電壓表內阻的影響，圖U－I圖像中圖線斜率k與該金屬材料的電阻率ρ的關系是k=_______（用題目給出的物理量符號表示）。

Answer 1

【答案】0.234（0.231－0.235） A D E 丁

【解析】

①[1]從圖中可能出：固定刻度為未到0.5mm，所以只讀可動刻度為23.4×0.01mm=0.234mm，由于誤差(0.231mm－0.235mm)均可；

②[2][3][4][5]電源E（電動勢為3.0V），故電壓表選擇選A，電路電流最大為

為提高精確度，減小讀數誤差，選小量程電流表，即D，由于要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，并能較準確地測出電阻絲的阻值，故滑動變阻器采用限流接法；采用限流接法時，為便于調節，最大值應為待測電阻的2－4倍比較合適，所以滑動變阻器選E；由于

則可知電流表應采用外接法，故電路圖選擇丁

③[6]考慮電壓表內阻，電阻絲兩點電壓還是電表讀數

化簡可得

再由

代入，可得