Question

實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.8×10^-8Ω?m．課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度．他們選擇了多用電表、電流表（內(nèi)阻約為3Ω）、電壓表（內(nèi)阻約為2KΩ）、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器（千分尺）、導(dǎo)線和學(xué)生電源等．
（1）他們使用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻，操作過(guò)程分以下三個(gè)步驟：（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)第②步操作）
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻“X1”檔；
②

 

；
③把紅、黑表筆分別于螺線管金屬絲的兩端相接，多用電表的示數(shù)如圖甲所示．

（2）根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，要求在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，請(qǐng)?jiān)趫D乙的虛線框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量金屬絲電阻的電路圖；
（3）他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖丙所示，金屬絲的直徑為

 

 mm；
（4）根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為

 

m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）使用多用電表測(cè)電阻時(shí)，選檔后要先進(jìn)行歐姆調(diào)零；
（2）伏安法測(cè)電阻要注意電流表內(nèi)接還是外接，滑動(dòng)變阻器分壓還是限流；
（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)與可動(dòng)刻度讀數(shù)之和，需要估讀；
（4）由電阻定律已知電阻率、電阻及橫截面積，則可求出金屬絲的長(zhǎng)度．

解答：解：（1）使用多用電表測(cè)電阻時(shí)，選檔后要先進(jìn)行歐姆調(diào)零，具體操作是：紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指0Ω；
（2）由多用電表知被測(cè)電阻阻值約為4Ω，而

RARV

=

3×2000

≈260Ω＞4Ω，故被測(cè)電阻為小電阻，用電流表外接．
由題意要求在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故電路圖如圖：

（3）螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為0mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為26.0×0.01mm=0.260mm，
故最終讀數(shù)為：0mm+0.260mm=0.260mm；
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=

4×(0.130×10-3)2

1.8×10-8

≈12m   
故答案為：（1）紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指0Ω；
（2）如圖．
（3）0.260；（4）12．

點(diǎn)評(píng)：歐姆調(diào)零與機(jī)械調(diào)零要區(qū)分，前者是調(diào)節(jié)歐姆表內(nèi)的滑動(dòng)變阻器的電阻來(lái)使電流表達(dá)到滿偏；后者是螺絲刀調(diào)節(jié)指針使其電流為零．