- 测定金属的电阻率
- 共224题
⑴(8分)如图是一位同学做“探究动能定理”的实验装置.
①他让一重物拉着一条纸带自由下落,通过打点计时器在纸带上打下的点,再取纸带的一段进行研究.那么测定重力做功和物体动能的增加量时,需要用 测量这一段的 ,并计算重物在这一段运动的初速度和末速度。
②该同学计算了多组动能的变化量,画出动能的变化量
与下落的对应高度
的关系图象,在实验误差允许的范围内,得到的
-
图应是如下的 图。
⑵(10分)某同学通过连接下图(a)实验器材来描绘额定电压为2.0V,额定功率为1.0W的小灯泡L的U—I图线(要求L的电流从零开始).其中电源的电动势为3V。
①该同学有两条连线是错误的,请在图(a)中对错线打“×”,并画出正确连线。
②他根据实验数据,计算并描绘出U-I的图象如图(b)所示。由图象可知,当所加电压为0.8V时,灯丝电阻为_______Ω,灯泡实际消耗的电功率为________W;而由此图可知小灯泡L的电阻随着电压的增大而 。(计算结果保留二位有效数字)
正确答案
⑴①刻度尺(2分);位移或高度(2分).②C(4分).
⑵①如图所示
(每条线2分,共4分.说明:从电流表0.6A接线柱连接到滑动变阻器的导线连接在滑动变阻器的A或B都正确).
②2.3Ω(2.2Ω~2.4Ω);0.28W(0.27W~0.29W);增大(每空2分,共6分)
略
测定“金属丝的电阻率”实验中,待测金属丝电阻约为5Ω.要求测量结果尽量准确,提供以下器材供选择:
A.电池组(3V,内阻约1Ω) B.电流表(0-0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0-3V,内阻4KΩ) D.电压表(0-15V,内阻15KΩ)
E.滑动变阻器(0-2000Ω,允许最大电流0.3A)
F.滑动变阻器(0-20Ω,允许最大电流1A) G.开关、导线若干
(1)实验不选择的器材有______(填写仪器前字母代号);伏安法测电阻时,A应该______(填:内接或外接)
(2)用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图,则读数为_______mm
(3)若用L表示金属丝长度,d表示直径,测得电阻R.则金属丝电阻率的表达式ρ=______.
正确答案
(1)因金属丝电阻值为2Ω,由闭合电路欧姆定律得最大电阻=
=
=15Ω,所以滑动变阻器E的阻值太大,故不选择E,又电源电动势为3V,所以不能选择D.因金属丝电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法接法.
(2)螺旋测微器读数为d=1.5mm+49.8×0.01mm=1.998mm,(1.996-1.999均可)
(3)由R=,及S=
得ρ=
故答案为(1)DE,(2)外
(2)1.998(1.996-1.999)
(3)
I.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。
①在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态。
②他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长x0= cm,劲度系数k= N/m。
③他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x= cm。
Ⅱ.某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验:
(1)该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材可供选择:
E.滑动变阻器R1:最大阻值;
F.滑动变阻器R2:最大阻值;
G.开关.导线等
在可供选择的器材中,应选用的电流表是_______(填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据所选的器材在题给的方框内画出实验的电路图。
(3)握住乳胶管两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L,电阻R的数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
长度L(cm)
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
电阻R()
1.3
2.1
3.0
4.1
5.3
6.7
为了研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是____________。
正确答案
Ⅰ.(每空2分,共8分)竖直;4、50;10。
Ⅱ. (10分)(1)A1(2分) R2(2分);(2)限流式,内接法(3分);(3)L2(3分)
Ⅰ.应保持弹簧竖直以平衡重力Ⅱ.根据电源电动势为12V,电阻大约为几千欧姆,所以电流为10mA左右,电流表选A1,本实验只需要测得三个电阻值,滑动变阻器用限流即可,选滑动变阻器时应该选与待测电阻相当的R2
Ⅰ.为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,七对应点已在图上标出。(g=9.8m/s2)
作出m-l的关系图线;
弹簧的劲度系数为 N/m.
Ⅱ.(1)某同学实用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值,先把选择开关旋到“x1k”挡位,测量时针偏转如图(a)所示。请你简述接下来的测量过程:
① ;
② ;
③ ;
④测量结束后,将选择开关旋到“OFF”挡。
(2)接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值,所用实验器材如图(b)所示。
其中电压表内阻约为5k ,电流表内阻约为5 。图中部分电路已经连接好,请完成实验电路的连接。
图(c)是一个多量程多用电表的简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程。当转换开关S旋到位置3时,可用来测量 ;当S旋到位置 时,可用来测量电流,其中S旋到位置 时量程较大。
正确答案
分析:(1)用描点作出m-l的关系图线,图线的斜率k斜= ,读出斜率求出劲度系数k劲.
(2)选择开关旋到“×1k”挡位,测量时指针偏转角度太大,换用“×100”档后,重新进行欧姆调零,再进行测量.测量值=指示值×倍率.
(3)欧姆表、电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成,根据电表结构选择.
解:Ⅰ.(1)如图甲所示.
(2)在图线选取相距较远的两点,读出坐标为(19.0cm,2.75g),(9.5cm,0.25g),求出图线的斜率
k斜=0.0463kg/m,则劲度系数k劲=gk斜=9.8×0.263N/m=0.258N/m
Ⅱ.(1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档;
②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”;
③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值.
(2)由题可知待测电阻约几百殴,比较大,采用电流表内接法,误差较小.如图乙所示.
(3)当转换开关S旋到位置3时,电源与两并联电阻串联,构成欧姆表,可测量电阻.当S旋到位置 1、2时,电流表与电阻并联,可用来测量电流.S旋到位置1时,量程I=Ig+,S旋到位置1时,量程I=Ig+
,可见,
S旋到位置1时,量程较大.
故本题答案是:
Ⅰ.(1)如图甲所示.
(2)0.258N/m
Ⅱ.(1)①断开待测电阻,将选择开关旋到“×100”档;
②将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0Ω”;
③再接入待测电阻,将指针示数×100,即为待测电阻阻值.
(2)如图所示.
(3)1、2; 1
某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率,所用器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等.
(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在金属丝上移动.请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图1
(2)实验的主要步骤如下:
①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;
②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;
③断开开关,______,合上开关,重复②的操作.
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此给出了图2的关系图线,其斜率为______A-1•m-1(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和.
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图3所示.金属丝的直径是______.图2中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是______,其数值和单位为______(保留三位有效数字).
正确答案
(1)实物连接如右图所示.
(2)该题要求要多次测量,所以每次都要读出接入电路中的金属丝的长度,同时移动金属夹的位置,以便得到多组数据.
(3)由图可得其斜率为k==
=10.5A-1•m-1
(4)螺旋测微器的固定刻度读数为0,可动刻度读数为20.0×0.01=0.200mm,所以金属丝的直径为0+0.200=0.200mm,由题意得:
K×E×S=10.5A-1•m-1×3V×3.14×0.12×10-6m2=9.89×10-7Ω•m,得到的结果的单位是Ω•m,即为电阻率的单位.
故答案为:
(1)电路实物连线如图所示;
(2)读出接入电路中的金属丝的长度,同时移动金属夹的位置;
(3)10.5,电流表内阻和电阻箱;
(4)0.200mm,电阻率,9.89×10-7Ω•m.
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