2013年暑假期间,高二科技活动小组,为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为10Ω)的实验方案,可提供的器材有:A、电流表G,内阻R

◎ 题目

2013年暑假期间,高二科技活动小组,为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝的阻值约为10Ω)的实验方案,可提供的器材有:
A、电流表G,内阻RR=120Ω,满偏电流IR=3mA
B、电流表A1,内阻约为0.4Ω,量程为0~0.6A
C、电流表A2,内阻约为0.1Ω,量程为0~3A
D、螺旋测微器
E、电阻箱R0(0~9999,0.5A)
F、滑动变阻器R1(0-5Ω,2A)
G、滑动变阻器R2(0-500Ω,1A)
H、干电池组(4.5V,0.05Ω)
I、一个开关和导线若干
(1)为很好地完成实验,应选择电流表______,滑动变阻器应选择______(填A-G选项)
(2)如图1所示是用螺旋测微器测电阻丝的直径,其读数为d=______mm.
(3)请用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将图2方框中电路图补画完整.
(4)实验数据的测量与电阻率的计算:如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式ρ=______.

◎ 答案

(1):根据闭合电路欧姆定律可求出电路中的最大电流为:
Imax
=
E
Rx
=
4.5
10
A=0.45A
,所以电流表应选B;
电路中需要的最大电阻为:
Rmax
=
E
1
3
×IA
=
4.5
1
3
×0.6
Ω=22.5Ω
,所以变阻器应选F,且应采用分压式接法;
(2):螺旋测微器的读数为:d=0+26.8×0.01mm=0.268mm(0.265~0.268均可以);
(3):根据题意,由于需要电压表的量程应为:U=
IA
R
x
=0.6×10V=6V,考虑将电流表G与电阻箱
R0
串联改装为电压表;
需要电阻箱的电阻应为:
R0
=
U
Ig
-Rg
=
6
3
×10-3
-120=1880Ω

由于待测电阻远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示:

(4):由电路图,根据欧姆定律应有:
I1
(Rg
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