市場上銷售的銅質電線電纜產品中，部分存在導體電阻不合格問題，質檢部門檢驗發現不合格的原因有兩個，一個是銅材質量...

問題詳情：

市場上銷售的銅質電線電纜產品中，部分存在導體電阻不合格問題，質檢部門檢驗發現不合格的原因有兩個，一個是銅材質量不合格，使用了再生銅或含雜質很多的銅；再一個就是銅材質量可能合格，但導體橫截面積較小。某興趣小組想應用所學的知識來檢測實驗室中一捆銅電線的電阻率是否合格。小組成員查閱資料得知，純銅的電阻率為1.7×10－8 Ω·m。現取橫截面積約為1 mm2、長度為100 m(真實長度)的銅電線，進行實驗測量其電阻率，實驗室現有的器材如下：

A．電源(電動勢約為5 V，內阻不計)

B．待測長度為100 m的銅電線，橫截面積約為1 mm2

C．電壓表V1(量程為0～3 V，內阻約為0.5 kΩ)

D．電壓表V2(量程為0～5 V，內阻約為3 kΩ)

E．電阻箱R(阻值範圍為0～999.9 Ω)

F．定值電阻R0＝1 Ω

G．開關、導線若干

(1)小組成員先用螺旋測微器測量該銅電線的直徑d，如圖*所示，則d＝________mm。

(2)小組設計的測量電路如圖乙所示，則P是________，N是________，(填器材名稱及對應符號)通過實驗作出的圖象如圖*所示。

(3)圖乙電路測得的銅電線的電阻測量值比真實值________(選填“偏大”“不變”或“偏小”)，原因是________________________。

(4)這捆銅電線的電阻率ρ＝________(結果保留三位有效數字)；從銅電線自身角度考慮，你認為電阻率大的可能原因是________________________。

【回答】

(1)1.125　(2)電壓表V2　電壓表V1　(3)偏大　電壓表V1有分流作用　(4)2.58×10－8 Ω·m　可能是再生銅或含過多雜質的銅

解析　(1)銅電線的直徑d＝1 mm＋12.5×0.01 mm＝1.125 mm。

(2)P測量的電壓大於N測量的電壓，故P是電壓表V2，N是電壓表V1。

(3)偏大，由於沒考慮電壓表V1的分流作用，使測得的銅電線的電阻偏大。

(4)分析電路可知，通過銅電線的電流Ix＝IR＝，Rx＝，整理得＝1＋Rx·，根據題圖*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，故這捆銅導線的電阻率達不到要求，使用的有可能是再生銅或含過多雜質的銅。

知識點：專題十三 中學物理實驗

題型：實驗,探究題