Question

在“测量金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数为_______mm（该值接近多次测量的平均值）。

（2）用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池组（电动势3 V，内阻不计）、电流表（内阻约0．1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）、滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流2 A），开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0．10	0．30	0．70	1．00	1．50	1．70	2．30
I/A	0．020	0．060	0．160	0．220	0．340	0．460	0．520

由以上实验数据可知，他们测量是采用图2中的图_______（填“甲”或“乙”）。

（3）图3 是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完图3中实物间的连线，并使开关闭合瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。

（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值=_______Ω（保留两位有效数字）。

（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_______（填选项前的符号）。

A．1×10^-2 Ω∙m   B．1×10^-3 Ω∙m

C．1×10^-6 Ω∙m   D．1×10^-5 Ω∙m

（6）任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_______。

A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

Answer

（1）0．396～0．399 （2）甲 （3）连线如图 （4）4．3～4．7（5）C （6）CD

【解析】（1）螺旋测微器的读数：0．01 mm×39．8=0．398 mm；

（2）由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω，则有，属于小电阻，用电流表外接法测量误差小，由题知是用伏安特性曲线来测量电阻的，就要求电压电流从接近0开始调节，所以应该采用分压接法，故选甲。

（3）注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉，结合（2）可知应该连接成外接分压接法（甲），那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0。先连外接电路部分，再连分压电路部分，此时滑片P必须置于变阻器的左端。实物图如图所示。

（4）描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后出U-I图线。如图所示，其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有：Rx=。

（5）根据电阻定律，得，代入数据可计算出ρ=1×10-6 Ω•m，故选C。

（6）根据实验误差的性质及产生的原因，可将误差分为系统误差和偶然误差；由于实验原理、仪器结构上不够完善等原因会产生系统误差；在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种误差叫做偶然误差；由此可见，电流表、电压表的内阻引起的误差为系统误差，电流表、电压表的读数引起的误差和读取数据时带来的误差属于偶然误差，多次测量取平均值可减少偶然误差。用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A错误；由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，不可避免的，故B错误；若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差，故C正确；用U-I图象处理数据求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D正确。