某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出电压恒为3V的直流电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等．（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材设计实验电路，并连接电路实物图1．（2）实验的主要步骤如下：①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；③断开开关，，合上开关，重复②的操作．（3）该小组测得电流与金属丝接

2019-06-24

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某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出电压恒为3V的直流电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等．
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材设计实验电路，并连接电路实物图1．
（2）实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，______，合上开关，重复②的操作．
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘制出图2的关系图线，其斜率为______A^-1m^-1
（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和．

（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径为0.200mm．图2中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是______．

优质解答

（1）实物连接如右图所示．
（2）该题要求要多次测量，所以每次都要读出接入电路中的金属丝的长度，同时移动金属夹的位置，以便得到多组数据．
（3）由图可得其斜率为k=

△

1

I

△L

=

11−7.86

0.6−0.3

A^-1•m^-1=10.5A^-1•m^-1
（4）螺旋测微器的固定刻度读数为0，可动刻度读数为20.0×0.01=0.200mm，所以金属丝的直径为0+0.200=0.200mm，由题意得：
K×E×S=10.5A^-1•m^-1×3V×3.14×0.1²×10^-6m²=9.89×10^-7Ω•m，得到的结果的单位是Ω•m，即为电阻率的单位．
根据电阻定律，则有：R=ρ

L

S

；
而欧姆定律则有，R＝

U

I

所以，ρ＝E•S•

1

I

L

；即图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积等于金属丝的电阻率．
故答案为：
（1）电路实物连线如图所示；（2）测出接入电路的金属丝的长度；（3）10.5，电流表内阻和电阻箱；（4）金属丝的电阻率．