内容正文:
高中物理人教版必修第三册
11.3 实验:导体电阻率的测量 同步练 (解析版)
【基础训练:对点层练】
实验1 长度的测量及测量工具的选用
知识点一 游标卡尺的原理及读数
(1)构造:主尺,游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪),游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。
(2)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值来提高测量精度。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其读数见下表:
刻度格数(分度)
刻度总长度
每小格与1 mm的差值
精确度(可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(3)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果为(x+K×精确度)mm。
针对训练 如图甲为一游标卡尺的结构示意图 .当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的____(选填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为_____ mm.
答案 A 11.25
解析 由游标卡尺的结构原理可知,测内径应该用游标卡尺的内测量爪,故选填A;游标卡尺的主尺读数为11 mm,游标尺的读数为5×0.05 mm=0.25 mm,故钢笔帽的内径为11.25 mm.
知识点二 螺旋测微器的原理及读数
(1)构造:如图所示,B为固定刻度,H为可动刻度。
(2)原理:可动刻度H上的刻度为50等份,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
(3)读数
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。
②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
针对训练 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度 .该螺旋测微器校零时的示数如图5甲所示,测量金属板厚度时的示数如图乙所示 .图甲所示读数为________ mm,图乙所示读数为________ mm,所测金属板的厚度为________ mm.
答案 0.010(0.009或0.011) 6.870(6.869或6.871) 6.860(第二空中数据减第一空中数据的差值均可)
知识点三 电压表、电流表的读数
1.首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值.
2.根据表盘总的刻度数确定精确度,即每一小格表示的值,同时确定读数有效数字所在的位数.
3.按照指针的实际位置进行读数.
4.(1)0~3 V量程的电压表和0~3 A量程的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,读到0.1的下一位,即读到小数点后面两位.
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V.
(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.
针对训练 电流表量程一般有两种:0~0.6 A和0~3 A;电压表量程一般有两种:0~3 V和0~15 V .如图所示:
(1)接0~3 V量程时读数为________ V.
(2)接0~15 V量程时读数为________V.
(3)接0~3 A量程时读数为________A.
(4)接0~0.6 A量程时读数为________A.
答案 (1)1.90 (2)9.5 (3)0.85 (4)0.17
实验2 金属丝电阻率的测量
知识点一 实验思路
设计实验电路,如图,取一段金属电阻丝连接到电路中,测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S=),由R=ρ得:ρ=(用R、S、l表示)=(用R、d、l表示),从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率.
知识点二 物理量的测量
1.电阻的测量
根据伏安法测电阻的思想:用电压表测电阻丝两端的电压,用电流表测电阻丝中的电流,读出多组电压、电流值,通过U-I图像求R.
2.电阻丝有效长度的测量
用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l.反复测量多次,得到有效长度的平均值.
3.电阻丝直径的测量
电阻丝比较细,所以我们选取螺旋测微器来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次,根据S=πd2计算出电阻丝的横截面积S.
知识点三 数据分析
1.数据处理
(1)公式法求电阻:测量多组电流、电压值,求出对应的电阻后取平均值,不能对电流、电压取平均值.
(2)图像法求电阻:作出U-I图像,由图像的斜率求出电阻值,在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要让各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离较远的点可以不予考虑.
(3)计算出导体的电阻率:将三个测量值代入公式ρ==即可求电阻丝的电阻率.
2.误差分析
(1)电阻丝通电时温度升高,使所测电阻率比常温下电阻率略大.
(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确.
(3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻,使测量值比真实值小.
针对训练 在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如图甲所示,则该金属丝直径的测量值d=
____ mm.
(2)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 Ω).实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电压表V(量程0~3 V);
电流表A1(量程0~200 mA);
电流表A2(量程0~3 A);
滑动变阻器R1(0~50 Ω);
滑动变阻器R2(0~2 000 Ω);
电源E(3 V).
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选____,滑动变阻器应选________.(填器材的名称符号)
(3)请根据如图乙所示电路图,用笔画线代替导线将图中的实验器材连接起来,并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小.
(4)若通过测量可知,金属丝的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,对应金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=________.(用题目所给字母和通用数学符号表示)
答案 (1)0.384(0.383~0.385均可) (2)A1 R1 (3)见解析图 (4)
解析 (1)螺旋测微器固定刻度示数为零,可动刻度示数为38.4×0.01 mm=0.384 mm,故d=0.384 mm.
(2)由于通过待测金属丝的最大电流为Imax==0.2 A,所以电流表应选择A1;为调节方便,滑动变阻器应选择R1.
(3)接法如图所示.
(4)根据欧姆定律应有R=,又R=ρ,S=,联立可得ρ=.
【能力提升:同步检测】
考试时间: 75分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1. 利用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图所示,金属丝的直径为( )
A. B. C. D.
[解析]选 。螺旋测微器读数是固定刻度读数( 的整数倍)加可动刻度读数( 以下的小数),图中读数为 。
2.用10分度的游标卡尺测量某物体长度,测得的读数如图所示,则该物体的长度为( )
A. B. C. D.
[解析]由题图可知,游标尺为10分度,且第7个小格与主尺对齐,则物体的长度为 。
3.如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分,它们的读数依次为 mm、 mm、 mm。
[答案] 17.7 23.85 3.18
[解析] 最上面图读数:整毫米是17,不足1毫米数是7×0.1 mm=0.7 mm,最后结果是17 mm+0.7 mm=17.7 mm。中间图读数:整毫米是23,不足1毫米数是17×0.05 mm=0.85 mm,最后结果是23 mm+0.85 mm=23.85 mm。最下面图读数:整毫米是3,不足1毫米数是9×0.02 mm=0.18 mm,最后结果是3 mm+0.18 mm=3.18 mm。
4.完成下列螺旋测微器的读数(如图所示)。
a. mm b. mm c. mm d. mm
[答案] a.0.485(0.483~0.487)
b.0.535(0.533~0.537) c.4.077(4.075~4.078)
d.5.665(5.663~5.667)
5.读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数,螺旋测微器的示数为____________ mm,游标卡尺A的示数为____________ cm,游标卡尺B的示数为____________ cm.
答案 6.125 4.120 1.095
6.请完成下列各表的读数,把答案填在图下的横线上 .
(1)量程为0~3 V和0~3 A的电表 .
读数________ 读数________
(2)量程为0~15 V的电压表读数 .
读数________ 读数________ 读数________
(3)量程为0~0.6 A的电流表读数 .
读数________ 读数________
读数________ 读数________
答案 (1)0.90 V 1.90 A
(2)10.0 V 10.5 V 10.2 V(或10.3 V)
(3)0.40 A 0.50 A 0.22 A 0.52 A
7.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度,当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时,右端如图甲所示;用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示;用伏安法测得多组U、I数据,作出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示.
(1)金属丝的有效长度L为________ cm,直径D为________ mm,电阻R为________ Ω.
(2)将测得的数据代入公式ρ=________,即可求出金属丝的电阻率.[用第(1)问给出的字母表示]
答案 (1)98.70 5.780 6.5 (2)
解析 (1)毫米刻度尺的最小刻度是1 mm,需要估读到0.1 mm,故金属丝的有效长度L为98.70 cm.直径D为5.5 mm+28.0×0.01 mm=5.780 mm
电阻为R== Ω=6.5 Ω.
(2)根据R=ρ=ρ
得ρ=.
8.在工业生产中,常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图a所示的电路模拟这一情形,测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板 、 , 板固定在左侧, 板可插在容器内不同位置。
(1) 因缺少保护电阻,为保护电流表,开关闭合前 板应尽量靠近容器的 (选填“左”或“右”)侧,容器内应倒入 (选填“少量”或“大量”)食盐溶液。
(2) 某次实验时,容器内有一定量的食盐溶液,且 板位于最右端,此时电流表示数如图b所示,则此时电路中电流为 ;要使测量中电流的读数变小一些,应 (选填“增加”或“减少”)容器内的食盐溶液。
(3) 倒入适量食盐溶液后,将 板插在容器内不同位置,改变 、 两板的间距 ,读取电流表读数 ,测量多组数据,得到 图线,如图c所示。已知电源两端电压为 ,容器内部底面长 ,容器内溶液体积 。根据图线求得该食盐溶液的电阻率 (结果保留2位有效数字)。
解析(1)右 少量 [解析]由电阻定律 可知, 板越靠近右侧,溶液长度越长,电阻越大。食盐溶液浓度越低,阻值越大,所以应向容器内倒入少量食盐溶液。
(2)28.0 减少 [解析]根据题图b可读出此时电路中电流为 。要使测量中电流的读数变小一些,应增大电阻,故需要减少容器内的食盐溶液。
(3)5.0 [解析]由电阻定律有 ,由于 , ,联立有 ,结合图线的斜率,有 。
9.某同学设计实验测量某金属丝的电阻率,要求电压从零开始调节。用米尺测得金属丝的长度L=0.640 m,用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径时的刻度如图甲、乙所示。
金属丝的电阻大约为4 Ω,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势4 V,内阻可不计;
电流表A1:量程0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2:量程0~3.0 A,内阻约为0.02 Ω;
电压表V:量程0~3 V,内阻约3 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值20 Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值100 Ω;
开关、导线等。
(1)从图甲中读出金属丝的直径为 mm;从图乙中读出金属丝的直径为 mm。
(2)在所给的可供选择的器材中,应选的电流表是 ,应选的滑动变阻器是 。(均填写仪器的字母代号)
(3)补全下列实物图,要求导线不能交叉。
(4)用待测金属丝的电阻Rx、长度L以及直径D表示金属丝的电阻率ρ= 。
答案:(1)0.830(±0.001均可) 0.8 (2)A1 R1 (3)图见解析 (4)
解析:(1)螺旋测微器读数为d=0.5 mm+33.0×0.01 mm=0.830 mm;
游标卡尺读数为d'=0+8×0.1 mm=0.8 mm。
(2)电源电动势为4 V,待测电阻为4 Ω,所以电路中最大电流为1 A,考虑到还有其他电阻,且为了减小读数误差,电流表选择A1即可,实验要求电压从0开始调节,滑动变阻器应该用分压式接法,且选择最大阻值较小的滑动变阻器R1更加容易调节,误差较小。
(3)因Rx<,故电流表应外接,要求电压从0开始调节,故滑动变阻器采用分压式接法,实物图如图所示。
(4)根据电阻定律有Rx=ρ,又 S=πD2,可得ρ=。
10.小明同学家里装修水电,装修公司为厨房规划了如图甲所示的一种标称四平方的铜线 即铜线的横截面积为 。小明为了鉴定铜线的品质,将一盘长 的铜线带到学校实验室。
(1) 用螺旋测微器多次测量铜线直径发现粗细基本均匀,某次测量读数如图乙所示,则该铜线的直径为 ,该铜线的粗细与标称是否一致? (选填“是”或“否”)。
(2) 为了进一步确定该铜线是否为杂质较多的再生铜,小明同学设计了如图丙所示的测量电路把 的铜线都接入电路,电流表、电压表读数如图丁所示,则电流表读数为 A,电压表读数为 。已知电流表内阻 为 ,定值电阻 为 ,纯铜的电阻率为 。小明同学根据实验数据估算得出该铜线 (选填“是”或“不是”)纯铜。
解析(1)2.260 是 [解析]根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
根据上述,铜线的横截面积为
可知,该铜线的粗细与标称是一致的。
(2)0.38 1.20 不是 [解析]电流表的精度为 ,则该读数为
电压表的精度为 ,则该读数为
根据 ,
解得该铜线的电阻率
则该铜线的电阻率大于纯铜的电阻率,可知该铜线不是纯铜。
11.(2023·全国乙卷)一学生小组测量某金属丝(阻值十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空。
(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为U1,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I= ,金属丝的电阻r= 。(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如表所示。
U1/mV
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
U2/mV
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r=14.2 Ω。
(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为d= mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ= ×10-7 Ω·m(保留两位有效数字)。
答案:(2) (5)0.150(±0.001均可) (6)5.0
解析:(2)由于电压表内阻非常大,故K接2时电压表两端电压与K接1时金属丝和R0两端电压相等,即U2=U1+IR0,故流过金属丝的电流I=,由电阻的定义式可知金属丝的电阻r==。
(5)由题图(b)可知螺旋测微器的固定刻度读数为0 mm,可动刻度读数为15.0×0.01 mm=0.150 mm,故该读数为d=0.150 mm。
(6)金属丝的横截面积S=πd2,由电阻定律有r=ρ,将相关数据代入解得ρ=5.0×10-7 Ω·m。
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高中物理人教版必修第三册
11.3 实验:导体电阻率的测量 同步练 (原卷版)
【基础训练:对点层练】
实验1 长度的测量及测量工具的选用
知识点一 游标卡尺的原理及读数
(1)构造:主尺,游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪),游标尺上还有一个深度尺(如图所示)。
(2)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值来提高测量精度。不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10格的、20格的、50格的,其读数见下表:
刻度格数(分度)
刻度总长度
每小格与1 mm的差值
精确度(可准确到)
10
9 mm
0.1 mm
0.1 mm
20
19 mm
0.05 mm
0.05 mm
50
49 mm
0.02 mm
0.02 mm
(3)读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果为(x+K×精确度)mm。
针对训练 如图甲为一游标卡尺的结构示意图 .当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的____(选填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为_____ mm.
知识点二 螺旋测微器的原理及读数
(1)构造:如图所示,B为固定刻度,H为可动刻度。
(2)原理:可动刻度H上的刻度为50等份,则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
(3)读数
①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出,不足半毫米部分由可动刻度读出。
②测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)。
针对训练 某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度 .该螺旋测微器校零时的示数如图5甲所示,测量金属板厚度时的示数如图乙所示 .图甲所示读数为________ mm,图乙所示读数为________ mm,所测金属板的厚度为________ mm.
知识点三 电压表、电流表的读数
1.首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值.
2.根据表盘总的刻度数确定精确度,即每一小格表示的值,同时确定读数有效数字所在的位数.
3.按照指针的实际位置进行读数.
4.(1)0~3 V量程的电压表和0~3 A量程的电流表读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A,读到0.1的下一位,即读到小数点后面两位.
(2)对于0~15 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V.
(3)对于0~0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.
针对训练 电流表量程一般有两种:0~0.6 A和0~3 A;电压表量程一般有两种:0~3 V和0~15 V .如图所示:
(1)接0~3 V量程时读数为________ V.
(2)接0~15 V量程时读数为________V.
(3)接0~3 A量程时读数为________A.
(4)接0~0.6 A量程时读数为________A.
实验2 金属丝电阻率的测量
知识点一 实验思路
设计实验电路,如图,取一段金属电阻丝连接到电路中,测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S=),由R=ρ得:ρ=(用R、S、l表示)=(用R、d、l表示),从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率.
知识点二 物理量的测量
1.电阻的测量
根据伏安法测电阻的思想:用电压表测电阻丝两端的电压,用电流表测电阻丝中的电流,读出多组电压、电流值,通过U-I图像求R.
2.电阻丝有效长度的测量
用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l.反复测量多次,得到有效长度的平均值.
3.电阻丝直径的测量
电阻丝比较细,所以我们选取螺旋测微器来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次,根据S=πd2计算出电阻丝的横截面积S.
知识点三 数据分析
1.数据处理
(1)公式法求电阻:测量多组电流、电压值,求出对应的电阻后取平均值,不能对电流、电压取平均值.
(2)图像法求电阻:作出U-I图像,由图像的斜率求出电阻值,在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要让各点均匀分布在直线的两侧,个别偏离较远的点可以不予考虑.
(3)计算出导体的电阻率:将三个测量值代入公式ρ==即可求电阻丝的电阻率.
2.误差分析
(1)电阻丝通电时温度升高,使所测电阻率比常温下电阻率略大.
(2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确.
(3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻,使测量值比真实值小.
针对训练 在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如图甲所示,则该金属丝直径的测量值d=
____ mm.
(2)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 Ω).实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电压表V(量程0~3 V);
电流表A1(量程0~200 mA);
电流表A2(量程0~3 A);
滑动变阻器R1(0~50 Ω);
滑动变阻器R2(0~2 000 Ω);
电源E(3 V).
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选____,滑动变阻器应选________.(填器材的名称符号)
(3)请根据如图乙所示电路图,用笔画线代替导线将图中的实验器材连接起来,并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小.
(4)若通过测量可知,金属丝的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,对应金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=________.(用题目所给字母和通用数学符号表示)
【能力提升:同步检测】
考试时间: 75分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1. 利用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图所示,金属丝的直径为( )
A. B. C. D.
2.用10分度的游标卡尺测量某物体长度,测得的读数如图所示,则该物体的长度为( )
A. B. C. D.
3.如图所示的三把游标卡尺,它们的游标尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分,它们的读数依次为 mm、 mm、 mm。
4.完成下列螺旋测微器的读数(如图所示)。
a. mm b. mm c. mm d. mm
5.读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数,螺旋测微器的示数为____________ mm,游标卡尺A的示数为____________ cm,游标卡尺B的示数为____________ cm.
6.请完成下列各表的读数,把答案填在图下的横线上 .
(1)量程为0~3 V和0~3 A的电表 .
读数________ 读数________
(2)量程为0~15 V的电压表读数 .
读数________ 读数________ 读数________
(3)量程为0~0.6 A的电流表读数 .
读数________ 读数________
读数________ 读数________
7.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度,当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时,右端如图甲所示;用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示;用伏安法测得多组U、I数据,作出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示.
(1)金属丝的有效长度L为________ cm,直径D为________ mm,电阻R为________ Ω.
(2)将测得的数据代入公式ρ=________,即可求出金属丝的电阻率.[用第(1)问给出的字母表示]
8.在工业生产中,常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图a所示的电路模拟这一情形,测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板 、 , 板固定在左侧, 板可插在容器内不同位置。
(1) 因缺少保护电阻,为保护电流表,开关闭合前 板应尽量靠近容器的 (选填“左”或“右”)侧,容器内应倒入 (选填“少量”或“大量”)食盐溶液。
(2) 某次实验时,容器内有一定量的食盐溶液,且 板位于最右端,此时电流表示数如图b所示,则此时电路中电流为 ;要使测量中电流的读数变小一些,应 (选填“增加”或“减少”)容器内的食盐溶液。
(3) 倒入适量食盐溶液后,将 板插在容器内不同位置,改变 、 两板的间距 ,读取电流表读数 ,测量多组数据,得到 图线,如图c所示。已知电源两端电压为 ,容器内部底面长 ,容器内溶液体积 。根据图线求得该食盐溶液的电阻率 (结果保留2位有效数字)。
9.某同学设计实验测量某金属丝的电阻率,要求电压从零开始调节。用米尺测得金属丝的长度L=0.640 m,用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径时的刻度如图甲、乙所示。
金属丝的电阻大约为4 Ω,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势4 V,内阻可不计;
电流表A1:量程0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2:量程0~3.0 A,内阻约为0.02 Ω;
电压表V:量程0~3 V,内阻约3 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值20 Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值100 Ω;
开关、导线等。
(1)从图甲中读出金属丝的直径为 mm;从图乙中读出金属丝的直径为 mm。
(2)在所给的可供选择的器材中,应选的电流表是 ,应选的滑动变阻器是 。(均填写仪器的字母代号)
(3)补全下列实物图,要求导线不能交叉。
(4)用待测金属丝的电阻Rx、长度L以及直径D表示金属丝的电阻率ρ= 。
10.小明同学家里装修水电,装修公司为厨房规划了如图甲所示的一种标称四平方的铜线 即铜线的横截面积为 。小明为了鉴定铜线的品质,将一盘长 的铜线带到学校实验室。
(1) 用螺旋测微器多次测量铜线直径发现粗细基本均匀,某次测量读数如图乙所示,则该铜线的直径为 ,该铜线的粗细与标称是否一致? (选填“是”或“否”)。
(2) 为了进一步确定该铜线是否为杂质较多的再生铜,小明同学设计了如图丙所示的测量电路把 的铜线都接入电路,电流表、电压表读数如图丁所示,则电流表读数为 A,电压表读数为 。已知电流表内阻 为 ,定值电阻 为 ,纯铜的电阻率为 。小明同学根据实验数据估算得出该铜线 (选填“是”或“不是”)纯铜。
11.(2023·全国乙卷)一学生小组测量某金属丝(阻值十几欧姆)的电阻率。现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0 Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空。
(1)实验时,先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大,闭合S。
(2)将K与1端相连,适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻,此时电压表读数记为U1,然后将K与2端相连,此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I= ,金属丝的电阻r= 。(结果均用R0、U1、U2表示)
(3)继续微调R,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如表所示。
U1/mV
0.57
0.71
0.85
1.14
1.43
U2/mV
0.97
1.21
1.45
1.94
2.43
(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r=14.2 Ω。
(5)用米尺测得金属丝长度L=50.00 cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b)所示,该读数为d= mm。多次测量后,得到直径的平均值恰与d相等。
(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ= ×10-7 Ω·m(保留两位有效数字)。
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