Question

17．如圖1所示是某同學(xué)為測(cè)量金屬絲電阻率連接的實(shí)物圖．圖中ab間接的是待測(cè)金屬絲，P為可移動(dòng)的線(xiàn)夾，R₀為定值電阻．

（1）在圖2方框中畫(huà)七實(shí)物連接對(duì)應(yīng)的電路圖；
（2）電路中的電阻R₀的作用是起保護(hù)電路的作用，能防止電路中出現(xiàn)短路；
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)P的位置，記錄段的長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I，記錄在表格內(nèi)，并求出$\frac{U}{I}$的值．以$\frac{U}{I}$為縱軸為橫軸，在坐標(biāo)紙上對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，作出圖象，如圖3所示．由圖象可以得到圖線(xiàn)與縱軸交點(diǎn)的截距為2.0，圖線(xiàn)與縱軸的交點(diǎn)表示電流表的內(nèi)電阻，圖線(xiàn)的斜率為10；如果測(cè)得金屬絲的直徑為0.40mm，則該金屬絲的電阻率為1.2×10^-4Ω•m．（保留2位有效數(shù)字，π取3.1）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)物的連接圖，畫(huà)出電路圖即可；
（2）結(jié)合電路的結(jié)構(gòu)，分析電路中的電阻R₀的作用即可；
（3）由實(shí)驗(yàn)原理圖可列出關(guān)系式R₂I₂=（R₀+R₁）I₁，將電阻定律公式代入，結(jié)合（3）中的圖線(xiàn)計(jì)算出斜率，代入求出電阻絲的電阻率ρ；

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)物的連接圖，畫(huà)出電路圖如圖；

（2）電路中的電阻R₀的連接是與電源串聯(lián)，起保護(hù)電路的作用，能防止電路中出現(xiàn)短路；
（3）由圖可知，圖線(xiàn)與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)的截距是2.0，由歐姆定律得：$R=\frac{U}{I}-{R}_{A}$
又：$R=\frac{ρx}{S}$
所以：$\frac{U}{I}=\frac{ρx}{S}-{R}_{A}$
所以：$\frac{U}{I}-x$的圖象的斜率為k=$\frac{ρ}{S}$
圖線(xiàn)與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電流表的內(nèi)電阻；
由圖可知，圖線(xiàn)的斜率：k=$\frac{8.0-2.0}{0.60}=10$
即：$k=\frac{ρ}{S}=10$
所以：$ρ=10S=10π•（\fracuyswcky{2}）^{2}$
代入數(shù)據(jù)得：ρ=1.2×10^-4Ω•m
故答案為：（1）如圖；（2）起保護(hù)電路的作用，能防止電路中出現(xiàn)短路；（3）2.0，電流表的內(nèi)電阻，10，1.2×10^-4Ω•m

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻率的測(cè)量，解題關(guān)鍵是掌握連接實(shí)物圖，會(huì)根據(jù)描出的點(diǎn)作出關(guān)系圖線(xiàn)，明確本實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合電阻定律和圖線(xiàn)，求出要測(cè)量的金屬絲電阻率．