内容正文:
实验专题09 实验:测定金属的电阻率
专题训练(原卷版)
【实验过程】
1、 实验原理
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.
二、实验步骤
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.
三、数据处理方法
(一) 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.
(二) 基本仪器的使用和读数
1.螺旋测微器的原理和读数
(1)原理:测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退,即螺旋测微器的精确度为。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(2)读数:测量值固定刻度读数(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度读数(估读1位)。
2.游标卡尺的原理和读数
(1)原理:利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。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的长度少。
(2)读数:若用表示由主尺上读出的整毫米数,表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标尺上的格数,则记录结果表达为 精确度。
3.常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。
(1)的电压表和的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是或,看清楚指针的实际位置,读到小数点后2位。
(2)对于量程的电压表,精确度是,在读数时要求读到小数点后1位,即读到。
(3)对于量程的电流表,精确度是,在读数时要求读到小数点后2位,这时要求“半格估读”,读到分度值的一半,即。
四、注意事项
1.本实验中被测金属丝的电阻较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。
2.测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
3.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。
4.在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
5.若采用图像法求电阻阻值的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离直线的点应舍去。
对点训练:实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图甲所示,电流表、电压表的读数如图乙所示 .则金属丝两端的电压U=________,电流I=________,金属丝的长度l=________,直径d=________.
【能力提升:高考模拟】
练习时间: 15分钟 试卷分值:15分
题组一:共计2题,第1题6分,第2题9分,共计15分。成绩:
1.某物理兴趣小组欲测量铅笔芯的电阻率。
用游标卡尺测得铅笔芯接入电路的有效长度如图1所示,其读数_ _ _ _ ;用螺旋测微器测得铅笔芯的直径如图2所示,其读数_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
2.现测定长金属丝的电阻率。
①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图1所示,其读数是______mm。
图1
②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号。
电源E (电动势10 V,内阻约为10 Ω)
电流表A1 (量程0~250 mA,内阻R1=5 Ω)
电流表A2 (量程0~300 mA,内阻约为5 Ω)
滑动变阻器R (最大阻值10 Ω,额定电流2 A)
开关S及导线若干
③某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=________。从设计原理看,其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
题组二:共计2题,第3题6分,第4题9分,共计15分。成绩:
3.某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为 V,此时金属丝阻值的测量值R为 Ω(保留三位有效数字)。
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值。
(3)根据测量数据绘制R-p关系图线,如图(d)所示。
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的 (选填“左”或“右”)侧。
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
4.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= 。
题组三:共计2题,第5题6分,第6题9分,共计15分。成绩:
5.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]
6.某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品长度约; 螺旋测微器;
学生电源(电动势为,内阻未知);
米尺量程为; 滑动变阻器最大阻值为;
电阻箱阻值范围为; 电流表(量程为,内阻较小);
开关、,导线若干。
(1) 将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为_ _ _ _ 。
(2) 该小组采用限流电路,则图1中电流表的“”接线柱应与滑动变阻器的接线柱_ _ _ _ (选填“”或“”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于_ _ _ _ (选填“左”或“右”)端。
(3) 断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (取,结果保留2位有效数字)。
(4) 为减小实验误差,可采用的做法有_ _ _ _ 。
A. 换用内阻更小的电源
B. 换用内阻更小的电流表
C. 换用阻值范围为 的电阻箱
D. 多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
题组四:共计2题,第7题6分,第8题9分,共计15分。成绩:
7.某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1) 螺旋测微器和游标卡尺的示数分别如图甲、乙所示,则直径为 ,圆柱体的长度为 。
(2) 为了测量出该工件的电阻,该同学设计了如图丙所示的电路,请按设计的电路完成图丁中实物的连线。
(3) 如图戊所示,实验中当把电压表的右端分别接于 点和 点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于 点,这时测得的电阻值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
8.某同学利用图所示电路测量量程为2.5 V 的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干。
实验步骤如下
①按电路原理图连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到图中最左端位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器阻值,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。
(2)连接图中实物图。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
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实验专题09 实验:测定金属的电阻率
专题训练(解析版)
【实验过程】
1、 实验原理
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.
二、实验步骤
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.
三、数据处理方法
(一) 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.
(二) 基本仪器的使用和读数
1.螺旋测微器的原理和读数
(1)原理:测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退,即螺旋测微器的精确度为。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(2)读数:测量值固定刻度读数(注意半毫米刻线是否露出)可动刻度读数(估读1位)。
2.游标卡尺的原理和读数
(1)原理:利用主尺的分度值与游标尺的分度值的差值制成。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的长度少。
(2)读数:若用表示由主尺上读出的整毫米数,表示从游标尺上读出的与主尺上某一刻线对齐的游标尺上的格数,则记录结果表达为 精确度。
3.常用电表的读数
对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可。
(1)的电压表和的电流表读数方法相同,此量程下的精确度是或,看清楚指针的实际位置,读到小数点后2位。
(2)对于量程的电压表,精确度是,在读数时要求读到小数点后1位,即读到。
(3)对于量程的电流表,精确度是,在读数时要求读到小数点后2位,这时要求“半格估读”,读到分度值的一半,即。
四、注意事项
1.本实验中被测金属丝的电阻较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。
2.测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
3.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值。
4.在用伏安法测电阻时,通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用量程),通电时间不宜过长,以免金属丝的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大。
5.若采用图像法求电阻阻值的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地通过较多的点,不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离直线的点应舍去。
对点训练:实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图甲所示,电流表、电压表的读数如图乙所示 .则金属丝两端的电压U=________,电流I=________,金属丝的长度l=________,直径d=________.
答案 11.0 V 0.44 A 30.50 cm 1.850 mm
解析 电压表的量程是15 V,所以读数是11.0 V;电流表的量程是0.6 A,所以读数是0.44 A;米尺的读数是40.50 cm-10.00 cm=30.50 cm;螺旋测微器的读数是1.850 mm.
【能力提升:高考模拟】
练习时间: 15分钟 试卷分值:15分
题组一:共计2题,第1题6分,第2题9分,共计15分。成绩:
1.某物理兴趣小组欲测量铅笔芯的电阻率。
用游标卡尺测得铅笔芯接入电路的有效长度如图1所示,其读数_ _ _ _ ;用螺旋测微器测得铅笔芯的直径如图2所示,其读数_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】6.025; 均可
【解析】游标卡尺为20分度,则由图1可知读数;螺旋测微器测得铅笔芯的直径。
2.现测定长金属丝的电阻率。
①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图1所示,其读数是______mm。
图1
②利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号。
电源E (电动势10 V,内阻约为10 Ω)
电流表A1 (量程0~250 mA,内阻R1=5 Ω)
电流表A2 (量程0~300 mA,内阻约为5 Ω)
滑动变阻器R (最大阻值10 Ω,额定电流2 A)
开关S及导线若干
③某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=________。从设计原理看,其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
解析 ①d=20.0×0.01 mm=0.200 mm。
②本题中测量金属丝的电阻,无电压表,故用已知内阻的电流表A1充当电压表,由于电流表A1的额定电压UA1=ImR1=1.25 V,比电源电动势小得多,故电路采用分压式接法,电路图如图所示。
③当电流表A1、A2读数分别为I1、I2时,通过Rx的电流为I=I2-I1,Rx两端电压U=I1·R1,故Rx==,不考虑读数误差,从设计原理看测量值等于真实值。
答案 ①0.200(0.196~0.204均可) ②如解析图 ③ 相等
题组二:共计2题,第3题6分,第4题9分,共计15分。成绩:
3.某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。
(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为 V,此时金属丝阻值的测量值R为 Ω(保留三位有效数字)。
(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值。
(3)根据测量数据绘制R-p关系图线,如图(d)所示。
(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的 (选填“左”或“右”)侧。
(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
答案:(1)1.25(1.24~1.246均可) 12.5 (4)右 (5)小于
解析:(1)电压表量程为0~3 V,分度值为0.1 V,则电压表读数需估读一位,读数为1.25 V,根据欧姆定律可知,金属丝的测量值R==12.5 Ω。
(4)根据题图(d)可知气压越小电阻越大,则当压强p减小时电阻R增大,因电流I不变,故R两端电压增大,电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。
(5)电流表采用外接法会导致电压表分流,I测=I真+,即I测偏大,而R测=,故R测 < R真。
4.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 R (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=。
题组三:共计2题,第5题6分,第6题9分,共计15分。成绩:
5.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=.
6.某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品长度约;
螺旋测微器;
学生电源(电动势为,内阻未知);
米尺量程为;
滑动变阻器最大阻值为;
电阻箱阻值范围为;
电流表(量程为,内阻较小);
开关、,导线若干。
(1) 将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为_ _ _ _ 。
(2) 该小组采用限流电路,则图1中电流表的“”接线柱应与滑动变阻器的接线柱_ _ _ _ (选填“”或“”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于_ _ _ _ (选填“左”或“右”)端。
(3) 断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (取,结果保留2位有效数字)。
(4) 为减小实验误差,可采用的做法有_ _ _ _ 。
A. 换用内阻更小的电源
B. 换用内阻更小的电流表
C. 换用阻值范围为 的电阻箱
D. 多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
【答案】(1) 0.500 (2) ;左 (3) (4) CD
【解析】
(1) 该样品横截面直径的平均值。
(2) 由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 相连;为了保护电路,闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,即滑动变阻器滑片应置于最左端。
(3) 由等效替代法可知,该合金丝的电阻 ,由电阻定律 及,可得,将 和 代入,解得该合金丝的电阻率。
(4) 替代法中,电源内阻影响的是回路总电流,但两次测量时滑动变阻器滑片位置不变,回路总电阻相同,电流相同,电源内阻的影响在两次测量中相互抵消,故换用内阻更小的电源无法减小误差,项错误; 电流表内阻 在替代法中属于回路总电阻的一部分,由于两次电流相同,故,即电流表内阻的影响已被抵消,换用内阻更小的电流表不会减小误差,项错误;根据电阻定律可知,则为了减小实验误差,可减小测量合金丝电阻时的误差,选择更精确即阻值范围为 的电阻箱,项正确;多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,这样可以减小实验的偶然误差,项正确。
题组四:共计2题,第7题6分,第8题9分,共计15分。成绩:
7.某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。
(1) 螺旋测微器和游标卡尺的示数分别如图甲、乙所示,则直径为 ,圆柱体的长度为 。
(2) 为了测量出该工件的电阻,该同学设计了如图丙所示的电路,请按设计的电路完成图丁中实物的连线。
(3) 如图戊所示,实验中当把电压表的右端分别接于 点和 点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于 点,这时测得的电阻值比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
解析(1)1.610 38.35 [解析]由题图甲中螺旋测微器的示数可知,直径为 ;由题图乙可知,游标卡尺为20分度,且第7个小格与主尺对齐,则圆柱体的长度为 。
(2)见解析图
[解析]按照题图丙电路图,完成题图丁中实物的连接,如图所示。
(3)小 [解析]若实验时把电压表的右端接于 点,则电流表测量电阻与电压表的电流之和,比真实值大,由公式 可知,测得的电阻值比真实值偏小。
8.某同学利用图所示电路测量量程为2.5 V 的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干。
实验步骤如下
①按电路原理图连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到图中最左端位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器阻值,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。
(2)连接图中实物图。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
解析 (1)本实验测电压表的内阻,实验中电压表示数变化不大,则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大,故需要滑动变阻器的最大阻值较小,故选R1可减小实验误差。
(2)滑动变阻器为分压式,实物图连线如图所示。
(3)电压表和电阻箱串联,两端电压分别为2.00 V和0.50 V,则RV=4R=2 520 Ω。
(4)电压表的满偏电流Ig== A≈1 mA,故选项D正确。
答案 (1)R1 (2)见解析图 (3)2 520 (4)D
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