Question

課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，用來(lái)測(cè)算纏繞螺線管的金屬絲長(zhǎng)度．已知纏繞螺線管的金屬絲電阻較小，經(jīng)查閱資料得知該金屬絲的電阻率為ρ=1.7×10^-8Ω?m．他們選用了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線和學(xué)生電源等器材．
（1）他們使用多用電表粗測(cè)螺線管金屬絲的電阻，操作分以下三個(gè)步驟，請(qǐng)?zhí)顚懙冖诓?br />操作．
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”
②

 

③把紅、黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用電表的實(shí)數(shù)如圖1表示．從圖中可知金屬絲的電阻R=

 

Ω．
（2）根據(jù)多用電表實(shí)數(shù)，為了減少電阻測(cè)量的實(shí)驗(yàn)誤差，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材連接成如圖2 所示的電路，要求實(shí)驗(yàn)中電壓表的實(shí)數(shù)能夠從零開始變化，閉合開關(guān)前，請(qǐng)你檢查實(shí)驗(yàn)電路，在錯(cuò)誤的連線上畫“×”，并改正至正確位置．根據(jù)你改正的電路，在圖3方框中畫出電路的原理圖．
（3）他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖4所示，金屬絲的直徑為

 

mm
（4）根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個(gè)螺絲管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為

 

m
（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）②歐姆表是測(cè)量電阻的儀表，把被測(cè)電阻串聯(lián)在紅黑表筆之間，歐姆表電流是從黑表筆流出紅表筆流入，用歐姆表測(cè)電阻，每次換擋后和測(cè)量前都要重新調(diào)零（指歐姆調(diào)零）．③歐姆表讀數(shù)等于表盤指針的示數(shù)乘以倍率；
（2）閉合開關(guān)前，變阻器輸出電壓應(yīng)最小．電壓表的讀數(shù)從零開始變化，變阻器必須接成分壓式．小電阻采用電流表的外接法，測(cè)量誤差較小．
（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)先讀出固定刻度的數(shù)值，再讀出可動(dòng)刻度的數(shù)值，兩者相加即為金屬絲的直徑．
（4）根據(jù)電阻定律：R=ρ

L

S

，代入數(shù)據(jù)即可求得金屬絲的長(zhǎng)度．

解答：解：（1）②將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零；
③金屬絲的電阻R=12.0×1Ω=12.0Ω．
（2）本實(shí)驗(yàn)要求電壓表的讀數(shù)能夠從零開始變化，變阻器必須接成分壓式．在錯(cuò)誤的連線上畫“×”，如圖．
由于待測(cè)電阻的阻值較小，應(yīng)采用電流表的外接法，測(cè)量誤差較小．改正的電路，電路的原理圖如圖所示．
（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是由固定刻度與旋轉(zhuǎn)刻度組合，固定刻度讀數(shù)為0，可動(dòng)刻度讀數(shù)為26.0×0.01mm=0.260mm，則得：金屬絲的直徑為 d=0.260mm．
（4）由電阻定律：R=ρ

L

S

，得：
  L=

RS

ρ

=

R? 1 4 πd2

ρ

=

12× 1 4 ×π×(0.26×10-3)2

1.7×10-8

m=39m
故答案為：
（1）②將紅、黑表筆短接，調(diào)整調(diào)零旋鈕調(diào)零；③12.0；
（2）如圖所示；
（3）0.260；
（4）39．

點(diǎn)評(píng)：歐姆表測(cè)量電阻之前，都必須進(jìn)行歐姆調(diào)零，要掌握操作的要求和方法．變阻器接法中，當(dāng)要求測(cè)量電路中電流和電壓從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)，必須采用分壓接法．