Question

實驗室新進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=1.7×10^-8Ωm．課外活動小組的同學設計了一個試驗來測算螺線管使用的金屬絲長度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關、滑動變阻器、螺旋測微器（千分尺）、導線和學生電源等．
（1）他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個步驟：（請填寫第②步操作）
①將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”、“-”插孔；選擇電阻檔“×1”；
②

 

；
③把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數如圖1（a）所示．

（2）根據多用電表示數，為了減少實驗誤差，并在實驗中獲得較大的電壓調節范圍，應從圖1（b）的A、B、C、D四個電路中選擇

 

電路來測量金屬絲電阻；
（3）他們使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數如圖2所示，金屬絲的直徑為

 

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

 

m．（結果保留兩位有效數字）
（5）他們正確連接電路，接通電源后，調節滑動變阻器，發現電流始終無示數．請設計一種方案，利用多用電表檢查電路故障并寫出判斷依據．（只需寫出簡要步驟）

 

．

Answer 1

分析：通過實驗來測算螺線管使用的金屬絲長度，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度．同時運用伏安法電流表外接法，變阻器分壓式來測量金屬絲的電阻．
歐姆表是測量電阻的儀表，把被測電阻串聯在紅黑表筆之間，歐姆表電流是從黑表筆流出紅表筆流入，
（1）用歐姆表測電阻，每次換擋后和測量前都要重新調零（指歐姆調零）．
（2）測電阻時待測電阻不僅要和電源斷開，而且要和別的元件斷開．
（3）測量時注意手不要碰表筆的金屬部分，否則將人體的電阻并聯進去，影響測量結果．
（4）合理選擇量程，使指針盡可能在中間刻度附近，

解答：解：（1）歐姆調零是將紅、黑表筆短接，調整調零旋鈕使其電流達到最大，則此時刻度盤上的讀數為零．
（2）由于金屬絲的電阻較小，則選擇電流表外接法．并為了減少實驗誤差，且在實驗中獲得較大的電壓調節范圍，所以變阻器要選擇分壓式接法．故選：D   
（3）螺旋測微器的讀數是由固定刻度與旋轉刻度組合，且最后加上估計值而成．0+26×0.01mm=0.26mm  最后估計值為±0.002mm，所以讀數為0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）由R=ρ

L

S

得L=

RS

ρ

=12.5m    由于結果保留兩位有效數字，所以為：13m
（5）使用多用電表的電壓檔位，接通電源，逐個測量各元件、導線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說明該元件或導線斷路故障；
故答案為：（1）將紅、黑表筆短接，調整調零旋鈕調零
（2）D
（3）0.260 mm （0.258-0.262 mm均給分）
（4）13m
（5）使用多用電表的電壓檔位，接通電源，逐個測量各元件、導線上的電壓，若電壓等于電源電壓，說明該元件或導線斷路故障．

點評：毆姆調零與機械調零要區分，前者是調節毆姆表內的滑動變阻器的電阻來使電流表達到滿偏；后者是螺絲刀調節指針使其電流為零．