Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)定內(nèi)阻約為 5的電動(dòng)機(jī)內(nèi)線圈繞組所用導(dǎo)線的長(zhǎng)度，首先找到與繞組相同規(guī)格的一小段導(dǎo)線。

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)定導(dǎo)線的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖（a）所示，則導(dǎo)線的直徑為d ＝__________mm；

實(shí)驗(yàn)小組找到以下器材：

電流表 A（0-30mA，內(nèi)阻約為 10）；電壓表 V（0-3V，內(nèi)阻為 2k）；滑動(dòng)變阻器 R （0-50）；定值電阻R0（90）；電源（4V，內(nèi)阻約為 1）；開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。

（2）小組中同學(xué)甲設(shè)計(jì)了如圖（b）所示測(cè)量電路，接通電源后電動(dòng)機(jī)正常工作，測(cè)得電壓表和電流表示數(shù) U、I，于是該同學(xué)就計(jì)算出電動(dòng)機(jī)線圈導(dǎo)線的電阻為，你認(rèn)為該同學(xué)的測(cè)量和計(jì)算有哪些不妥或錯(cuò)誤_________

A.電流表用內(nèi)接

B.測(cè)電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，用計(jì)算電動(dòng)機(jī)線圈電阻

C.滑動(dòng)變阻器用分壓接法

D.電壓表的量程

（3）根據(jù)（2）中的判斷，并盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并在圖（c）虛線框中將電路補(bǔ)充完整；

（4）若實(shí)驗(yàn)測(cè)得電動(dòng)機(jī)線圈電阻為RM，查閱資料知道此規(guī)格導(dǎo)線的電阻率為ρ，則線圈導(dǎo)線的長(zhǎng)度表達(dá)式為____________________（用測(cè)量所得物理量的符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】0.285（±0.001） ABD

【解析】

（1）d=28.5×0.01mm=0.285mm

（2）線圈電阻比電流表內(nèi)阻還小，因此電流表應(yīng)外接，A錯(cuò)；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，屬于非純電阻電路，歐姆定律不成立，因此測(cè)量時(shí)電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，B錯(cuò)；線圈內(nèi)阻較小，比滑動(dòng)變阻器總電阻小得多，滑動(dòng)變阻器用分壓接法，C正確；用伏安法測(cè)量電動(dòng)機(jī)線圈電阻時(shí)，要卡住電動(dòng)機(jī)不讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)兩端最大電壓，所以用3V量程的電壓表量程不合適，測(cè)量誤差大，D不妥。

（3）鑒于（2）的判斷，①電流表改為外接；②卡住電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，不讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用伏安法測(cè)量線圈電阻；③串聯(lián)定值電阻R0分壓，提高電壓表測(cè)量精度。改進(jìn)電路如圖所示；

（4）由電阻定律可得，解得。