市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现不合格的原因有两个，一个是铜材质量...

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市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现不合格的原因有两个，一个是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但导体横截面积较小。某兴趣小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格。小组成员查阅资料得知，纯铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m。现取横截面积约为1 mm2、长度为100 m(真实长度)的铜电线，进行实验测量其电阻率，实验室现有的器材如下：

A．电源(电动势约为5 V，内阻不计)

B．待测长度为100 m的铜电线，横截面积约为1 mm2

C．电压表V1(量程为0～3 V，内阻约为0.5 kΩ)

D．电压表V2(量程为0～5 V，内阻约为3 kΩ)

E．电阻箱R(阻值范围为0～999.9 Ω)

F．定值电阻R0＝1 Ω

G．开关、导线若干

(1)小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图*所示，则d＝________mm。

(2)小组设计的测量电路如图乙所示，则P是________，N是________，(填器材名称及对应符号)通过实验作出的图象如图*所示。

(3)图乙电路测得的铜电线的电阻测量值比真实值________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)，原因是________________________。

(4)这捆铜电线的电阻率ρ＝________(结果保留三位有效数字)；从铜电线自身角度考虑，你认为电阻率大的可能原因是________________________。

【回答】

(1)1.125　(2)电压表V2　电压表V1　(3)偏大　电压表V1有分流作用　(4)2.58×10－8 Ω·m　可能是再生铜或含过多杂质的铜

解析　(1)铜电线的直径d＝1 mm＋12.5×0.01 mm＝1.125 mm。

(2)P测量的电压大于N测量的电压，故P是电压表V2，N是电压表V1。

(3)偏大，由于没考虑电压表V1的分流作用，使测得的铜电线的电阻偏大。

(4)分析电路可知，通过铜电线的电流Ix＝IR＝，Rx＝，整理得＝1＋Rx·，根据题图*可知斜率k＝Rx＝ Ω＝2.60 Ω，S＝πr2＝π＝0.994 mm2，ρ＝ Ω·m＝2.58×10－8 Ω·m，故这捆铜导线的电阻率达不到要求，使用的有可能是再生铜或含过多杂质的铜。

知识点：专题十三 中学物理实验

题型：实验,探究题