1.(2019·广东揭阳一模)现要测量电阻约为20 Ω的电阻丝的电阻率,先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。除电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 Ω)、电阻箱R(0~999.9 Ω)、开关、导线若干,可供选择的器材还有:
电流表A1(量程0~100 mA,内阻约5 Ω);
电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约0.2 Ω)。
(1)实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.断开开关,改变________的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次的R和L数据。
F.断开开关。
(2)如图乙,用螺旋测微器测量电阻丝直径为d=________ mm;
(3)电流表应选择________(选填“A1”或“A2”);
(4)用记录的多组R和L的数据,绘出了如图丙所示图线,截距分别为R0和L0,再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式ρ=________(用给定的字母表示);
(5)电流表存在一定内阻,这对该实验的测量结果________影响(选填“有”或“无”)。
答案 (1)金属夹与电阻丝接触点
(2)0.730(0.728~0.732均可)
(3)A1 (4) (5)无
解析 (1)断开开关,改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。
(2)螺旋测微器的读数为:0.5 mm+23.0×0.01 mm=0.730 mm。
(3)仅将电阻丝全部接入时电流约为I= A=150 mA,为了减小电流表读数误差,所以电流表应选A1。
(4)根据题意可知,R+ρ=R0,则:R=R0-ρ,由图象可知,斜率为=,而S=π,联立解得:ρ=。
(5)由(4)中分析可知,电流表的内阻对实验结果无影响。