Question

（1）在測定金屬電阻率的實驗中，用螺旋測微器測量一金屬絲的直徑，螺旋測微器的示數如圖所示，該金屬絲的直徑為

0.700mm

．用歐姆表粗略測得該金屬絲的電阻約為2Ω，另外，實驗室內還提供了下列器材供重新測定該金屬絲的電阻使用：
A．電源E（電動勢為3.0V，內阻不計）
B．電壓表V（量程為0～3.0V，內阻約為2kΩ）
C．電流表A（量程為0～0.6A，內阻約為1Ω）
D．滑動變阻器R（最大阻值10Ω，額定電流2.0A）
E．開關S一個，導線若干
為獲得盡可能高的實驗精度，請你利用上述器材設計一個測定金屬絲電阻的實驗電路，并把實驗原理圖畫出來．
（2）為研究某一電學元件的導電規律，將該元件兩端的電壓、元件中的電流及通電時間記錄在下表中，通過分析表中數據可以判斷出該元件所用的材料是

半導體

（填“金屬”或“半導體”）．

通電時間 t/s	5	10	15	20	25	30
電壓   u/v	0.40	0.62	1.02	1.26	1.52	1.64
電流   i/m A	0.20	0.43	0.81	1.82	2.81	3.22

（3）如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，圖中R₀表示0℃時的電阻，k表示圖線的斜率．若用該電阻與電池（電動勢E、內阻r）、電流表A（內阻R_g）、滑動變阻器R′串聯起來，連接成如圖乙所示的電路，用該電阻做測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”．使用“金屬電阻溫度計”前，先要把電流表的刻度值改為相應的溫度刻度值，若溫度t₁＜t₂，則t₁的刻度應在t₂的

右

側（填“左”或“右”）；在標識“金屬電阻溫度計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應關系．請用E、R₀、k等物理量表示所測溫度t與電流I的關系式t=

1

k

[

E

I

-(Rg+R′+r+R0)]

．

Answer 1

分析：（1）螺旋測微器讀數方法：
①先讀固定刻度 ②再讀半刻度，若半刻度線已露出，記作 0.5mm；若半刻度線未露出，記作 0.0mm； ③再讀可動刻度（注意估讀）．記作 n×0.01mm； ④最終讀數結果為：固定刻度+半刻度+可動刻度 由于螺旋測微器的讀數結果估讀到以mm為單位千分位，故螺旋測微器又叫千分尺；
測量電阻用伏安法，滑動變阻器采用限流式接法，電阻較小，采用安培表外接法；
（2）電壓越高，通電時間越長，溫度越高；求出各電壓對應的電阻，結合金屬和半導體材料的特性進行分析；
（3）根據溫度關系得到電阻關系，再得到電流關系；
根據閉合電路歐姆定律和溫控電阻的電阻與溫度關系式聯立得到溫度與電流的關系式．

解答：解：（1）螺旋測微器讀數=固定刻度+半刻度+可動刻度=0+0.5mm+20.0×0.01mm=0.700mm；
測量電阻用伏安法，滑動變阻器采用限流式接法，電阻較小，大內小外，采用安培表外接法；

故答案為：0.700mm，實驗原理圖如圖；
（2）求出各個電壓對應的電阻，如下表

通電時間 t/s	5	10	15	20	25	30
電壓 u/v	0.40	0.62	1.02	1.26	1.52	1.64
電流 i/m A	0.20	0.43	0.81	1.82	2.81	3.22
電阻R/k	2	1.44	1.26	0.69	0.54	0.51

從上表可以看出，隨著電壓的增加，電阻逐漸變大，故是半導體材料；
故答案為：半導體；
（3）溫度t₁＜t₂，電阻R₁＜R₂，電流I₁＞I₂，故t₁的刻度應在t₂的右側；
根據閉合電路歐姆定律，有
E=Ir+IR+IR_g+IR′
根據溫控電阻與溫度關系，得到
R=R₀+kt
聯立得到
I=

1

k

[

E

I

-(Rg+R′+r+R0)]
故答案為：右，

1

k

[

E

I

-(Rg+R′+r+R0)]．

點評：本題關鍵在于會讀螺旋測微器讀數，知道導體與半導體材料的電阻率與溫度的變化關系，會用閉合電路歐姆定律分析問題．