Question

（1）“测定某电阻丝的电阻率”实验

①实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置
如图1所示，则电阻丝的直径是______mm．
②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值：
已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ，下面给出的操作步骤中，合理的实验步骤顺序是：______（填写相应的字母）．旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是______；根据表中指针所示位置，电阻丝的阻值约为______Ω．
a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，而后断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
c．旋转选择开关S，使其尖端对准欧姆档的某一档位
d．旋转选择开关S，使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔
③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值，实验室提供下列可选用的器材：
电压表V（量程3V，内阻50kΩ）
电流表A₁（量程200μA，内阻200Ω）
电流表A₂（量程5mA，内阻20Ω）
电流表A₃（量程0.6A，内阻1Ω）
滑动变阻器R（最大阻值1kΩ）
电源E（电源电压为4V）
开关S、导线
a．在所提供的电流表中应选用______（填字母代号）；
b．在虚线框中画出测电阻的实验电路；
④分别用L、d、R_X表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为ρ=______．
（2）某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材，研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”．在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时，他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，实验装置如图所示．当小车在轨道上运动经过光电门时，光电门会记录下挡光片的挡光时间△t，同时小车上的强磁铁插入线圈中，接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小（E近似看成恒定）．调节小车末端的弹簧，小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出．下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t．

次数 测量值	1	2	3	4	5	6	7	8
E/×10^-1V	1.16	1.36	1.70	1.91	2.15	2.75	2.92	3.29
△t/×10^-3s	9.20	7.49	6.29	5.61	5.34	4.30	3.98	3.42

①由实验装置可以看出，实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同，这样可以实现控制______不变；
②为了探究感应电动势E与△t的关系，请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案．（写出必要的文字说明）

Answer

（1）①螺旋测微器固定刻度示数与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
②用欧姆表测电阻，应根据待测电阻阻值选择适当的挡位，然后进行欧姆调零，再测电阻，欧姆表使用完毕，应把选择开关打到off挡或交流电压最高挡；欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表的示数．
③根据电路最大电流选择电流表，根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出实验电路图．
④根据已测量的量，应用电阻定律求出电阻率的表达式．
（2）①实验过程中磁铁的初末位置相同，螺线管位置不变，磁铁相对于螺线管的位置变化相同，穿过螺线管的磁通量的变化相同．
②可以应用计算法与图象法处理实验数据．
【解析】
（1）①由图1所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度示数为14.1×0.01mm=0.141mm，螺旋测微器的示数为0.5mm+0.141mm=0.641mm（0.640～0.542均正确）．
②根据欧姆表使用注意事项及方法，正确的实验步骤是：
c、旋转选择开关S，使其尖端对准欧姆档的某一档位
a、将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，而后断开两表笔
b、将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端，读出阻值后，断开两表笔
d、旋转选择开关S，使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔
电阻丝的阻值约为几十kΩ，旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是×1k，由图2所示可知，欧姆表示数为32×1kΩ=3.2×104Ω．
③电路最大电流约为I===1.25×10-4A=125μA，则电流表应选A1（量程200μA，内阻200Ω）；由题意知，待测电阻阻值32kΩ远大于滑动变阻器最大阻值1kΩ，则滑动变阻器应采用分压接法，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表采用内接法，实验电路图如图所示．
④由电阻定律得：RX=ρ=ρ，则电阻率ρ=．
（2）①观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都相同，从而实现了控制螺线管中磁通量的变化量不变．
②方法1：选择多组数据计算感应电动势E和挡光时间△t的乘积，在误差范围内其乘积为定值，得到在磁通量变化一定时，E与△t成反比．
方法2：以感应电动势E与挡光时间为横、纵坐标，根据数据描点作图，E-图线为通过原点的直线，得到在磁通量变化一定时，E与成正比．
故答案为：（1）①0.641；②cabd；×1k；3.2×104；③a．A1；b．电路图如图所示；④；（2）①磁通量的变化量；②如上所述．