Question

如图所示为某同学做“测定金属丝的电阻率”实验时采用的实验电路。实验室中备有如下器材：

A．待测金属丝（电阻约3Ω）

B．电流表A₁（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） 

C．电流表A₂（量程0~3A，内阻约0.025Ω）

D．电压表V₁（量程0~3V，内阻约3kΩ）

E．电压表V₂（量程0~15V，内阻约15kΩ）

F．滑动变阻器R₁（总阻值约10Ω）

G．滑动变阻器R₂（总阻值约1000Ω）

H．学生电源（电动势约4.0V，内阻很小）

I．导线若干，电键K、刻度尺、螺旋测微器

（1）电流表应选择______，电压表应选择______，滑动变阻器应选择______。

（2）用刻度尺测出接入电路部分金属丝的长度L；用螺旋测微器测出金属丝的直径D；闭合电键后，调节滑动变阻器滑片的位置，测出多组U和I的数据，做出关系图像，图像斜率为k，则金属丝电阻率的表达式为ρ=____________（用题目中所给出的字母表示）。

（3）本实验的系统误差主要来源于_____________（选填“电流表分压”或“电压表分流”），分析可得ρ_测 ________ρ_真（选填“＜”、“＝”或“＞”）。

Answer

A1 V1 R1 电压表分流 ＜

【解析】

（1）[1][2]电源电动势约为，所以电压表选择的量程即可，根据欧姆定律：

可知电流表选择的量程即可；

[3]滑动变阻器的阻值选择便于调节电阻进行分压，并且可以满足保护电路的要求；

（2）[4]图像的斜率为电阻，所以：

根据电阻定律：

横截面积：

联立方程解得：；

（3）[5]电流表测量的是流过电压表和金属丝的总电流，所以电压表分流导致误差；

[6]电流测量偏大，根据欧姆定律可知电阻测量偏小，根据电阻率的表达式可知：。