Question

某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率的过程中，相关测量如下：

（1）用刻度尺测量电阻丝的接入长度为l=0.900 m。

（2）用螺旋测微器测量电阻丝直径（刻度位置如图1所示），从图中读出电阻丝的直径为_________mm。

（3）为了粗测新材料电阻丝的阻值，该同学先选用多用电表“×10”挡调零后进行测量，发现表针偏转的角度很大。

①为了把电阻测量得更准确些，应换用“________”挡；（选填“×100”或“×1”）；

②重新换挡后必须将红、黑表笔__________，调节_____________使表针指向0Ω；

③重新测量的结果，如图2所示，读数为__________Ω。

（4）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材（要求测量结果尽量准确）：

电池组（3V，内阻约1Ω）

电流表（0～3A，内阻约0.025Ω）

电流表（0～0.6A，内阻约0.125Ω）

电压表（0～3V，内阻约3kΩ）

电压表（0～15V，内阻约15kΩ）

滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A)

滑动变阻器（0～1000Ω，额定电流0.3A)

开关，导线

①实验时应选用的器材是_________________ 。（填写各器材的字母代号）

②以下电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路。但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值___________。（填“偏大”或“偏小”）

③若根据伏安法测出电阻丝的阻值为R_x=6.4Ω，则这种新材料电阻丝的电阻率为__________Ω·m（结果保留二位有效数字）。

(5)用伏安法测金属丝电阻存在系统误差．为了减小系统误差，有人设计了如图所示的实验方案．其中R_x是待测电阻，R是电阻箱，R₁、R₂是已知阻值的定值电阻．合上开关S，灵敏电流计的指针偏转．将R调至阻值为R₀时，灵敏电流计的示数为零。由此可计算出待测电阻R_x=__________；(用R₁、R₂、R₀表示)

Answer

0.600 ×1 短接 欧姆调零旋钮 6.0 ACDFH A 偏小 2.0×10-6

【解析】（2）螺旋测微器的读数为

（3）欧姆表指针偏转角度很大，说明所选档位太大，为了把电阻测得更准一些，应换用×1挡，换挡后需要重新调零，即两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使得使表针指向0Ω．欧姆表读数为

（4）①需要电源，故选用A，实验过程中电流较小，故选用电流表C；电源提供3V电压，故选用电压表D；为了方便操作，选用较小的滑动变阻器，故选用F，连接电路需要导线和开关，故选择H，

②因电源不宜在长时间、大功率状况下使用，故滑动变阻器不能用分压式应用限流式，又待测电阻阻值远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，故电路图A为应当采用的最佳电路．根据欧姆定律知，由于电压表的分流作用而使得R测量值偏小．

③根据欧姆定律，有，根据电阻定律有；其中，所以．

（5）根据串并联电路特点及欧姆定律可知，由于电流表示数为零，则说明G两端的电势相等，则一定有，两式联立可得；