- 测定金属的电阻率
- 共224题
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为______mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为______Ω.
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R;电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A);开关S;导线若干.
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=______Ω•m.(保留2位有效数字)
正确答案
(1)主尺读数为50mm,游标上第3条刻度线与主尺对齐,读数为3×0.05mm=0.15mm,则长度为50.15mm.
(2)螺旋测微器固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.200mm,则直径为4.700mm.
(3)电阻的阻值R=22×10Ω=220Ω
(4)电源电动为4V,电压表选V1.电阻中最大电流约为
Imax≈=
A=16mA 则电流表选A2.
因为=
≈50,
=
≈7,则
>
故选择电流表外接法.
当变阻器选择R2,采用限流式接法时,电路中电流的最小值约为
Imin=≈1.8mm则变阻器选择R2,采用限流式接法.
(5)由电阻定律R=ρ,S=
πd2
代入解得ρ=7.6×10-2Ω•m.
本题答案是(1)50.15
(2)4.700
(3)220
(4)电路图如图所示.
(5)7.6×10-2.
有一根细长而均匀的金属材料样品,横截面为边长等于a的正方形,如图所示,此金属材料重约1~2 N,长约为30 cm,电阻约为10 Ω。已知这种金属的电阻率为ρ,因管线内部空间截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S0,要求实验误差较小,并能测量多组数据。现有如下器材可选:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(600 mA,1.0 Ω)
D.电流表(3 A,0.1 Ω)
E.电压表(3 V,6 kΩ)
F.滑动变阻器(2 kΩ,0.5 A)
G.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
H.蓄电池(6 V,0.05 Ω)
I.开关一个,带夹子的导线若干
(1)除待测金属材料外,应选用的实验器材有___________。(只填代号字母)
(2)请在方框中画出你设计的实验电路图。
(3)实验中要测量的物理量及其符号是___________。
(4)计算金属管线内部空间截面积S0的表达式S0=___________。(用已知量和所测物理量的符号表示)
正确答案
(1)ACEGHI
(2)
(3)管线长度l、电压表示数U、电流表示数I
某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找到以下供选择的器材:
A.电池组(3 V,内阻约1 Ω)
B.电流表A1(0~3 A,内阻0.012 5 Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
D.电压表V1(0~3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表V2(0~15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~20 Ω,允许最大电流1 A)
G.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A)
H.开关、导线若干
(1)实验时应从上述器材中选用________(填写仪器前字母代号)。
(2)测电阻时,电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时,应采用电流表________接法,将设计的电路图画在下面方框内。
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如下图,则读数为________ mm。
(4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=________。
正确答案
(1)ACDFH
(2)外,
(3)0.900
(4)
在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为______mm(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻RX,实验所用器材为:
电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω),电流表(内阻约为0.1Ω),
电压表(内阻约为3kΩ),滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)
开关,导线若干.某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中甲和乙中的图______(选填“甲”或“乙”)
(3)如图3是测量RX的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据上图所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值RX=______Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为______(填选项前的序号)
A、1×10-2Ω•mB、1×10-3Ω•mC、1×10-6Ω•mD、1×10-8Ω•m
(6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器都已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是______(有多个正确选项).
A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D、用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.
正确答案
(1)固定刻度读数为0,可动刻度读数为39.7,所测长度为0+39.7×0.01=0.397mm
(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω.则有=
=50,
=
=600,比较Rx为
小电阻应该采用外接法测量误差小.由(3)知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法甲.
(3)注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合(2)可知应该连接成外接分压接法(甲)那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0.先连外接电路部分,再连分压电路部分,此时滑片P必须置于变阻器的左端.实物图如右图所示,
(4)描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作
出U-I图线.如右图所示;其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上,有:Rx==4.5Ω.
(5)根据电阻定律Rx=ρ 有:ρ=
=
=4.5×10-6Ω•m,从数量级上估算出的金属丝电阻率是C选项.
(6)用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差.答案为CD
故答案为:(1)0.397
(2)甲
(3)如图
(4)如图,4.5
(5)C
(6)CD
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度L=_____________mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径D=_____________mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为_____________Ω.
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R;
电流表A1(量程0~5mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω);
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);
直流电源E(电动势4V,内阻不计);
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A);
开关S;导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在下面框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示,则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ= ______________.(不要求计算,用题中所给字母表示)
正确答案
(1)50.15
(2)4.700
(3)220
(4)
(5)UπD2/4IL
扫码查看完整答案与解析