A.电源E,电动势约为4.5V,内阻忽略不计;
B.电流表A1,量程0~40mA,内阻RA1约为4Ω;
C.电流表A2,量程0~40mA,内阻RA2为4Ω;
D.电压表V,量程0~15V,内阻RV为15kΩ;
E.定值电阻R0,阻值为50Ω;
F.滑动变阻器R,最大阻值为10Ω;
G.单刀单掷开关K,导线若干.
(1)要精确测量金属丝的阻值Rx,除A、F、G还需要的仪器有
(2)要求测量中尽量减少误差,试在虚线框中画出测量电路图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注)
(3)测量中某块电流表的读数为40 mA,若用到另一块电流表其读数为25mA,则金属丝的阻值Rx=
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该同学手头有以下器材可供选择:
待测电线:铜芯长度为L,直径为d
电流表:量程为,内阻
电流表:量程为,内阻
电阻箱:最大阻值为
定值电阻:阻值为
滑动变阻器:最大阻值为
电池:电动势,内阻r很小
开关K一个、导线若干。
(1)剥去部分电线的外皮,用螺旋测微器测铜芯的直径d,示数如图1所示,则
(2)接着,小东设计电路测量电线铜芯的电阻。为了提高精确度,小东先用多用电表的欧姆挡估测待测电线的电阻,发现不管使用欧姆挡的哪个倍率挡,指针的偏角都太大,且示数几乎接近,于是小东将定值电阻与串联后用欧姆挡“”挡进行测量,读数如图2所示,则的值约为
(3)小东设计如图3所示的电路精确测量的阻值。为了提高测量的精确度,图中电流表A小东应选
(4)若电路设计中使用到电流表、、电阻箱,某次其示数分别用、、表示,则电线铜芯的电阻率
(5)判断导线是否合格,还可以采用比较同长度导线电阻的方法。若相同长度的待检测电线的电阻小于等于标准铜导线的电阻,可判断该电线合格。已知长度为的1.5平方毫米标准铜导线的电阻为,若实验中测得待检测电线的电阻值与(2)中值相同,则该待检测电线
可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);
开关、导线若干;
他们的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;
B.根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关S;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.
F.断开开关,拆除电路并整理好器材.
(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次直径的测量值d=
(2)实验中电流表应选择
(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L 关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率=
(4)若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小.(不要求写出分析得过程,只回答出分析结果即可),
答:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为
(2)此圆柱体电阻约为,欲测量这种材料的电阻率,现提供以下实验器材:
A.电流表(量程,内阻)
B.电流表(量程,内阻约为)
C.电压表V(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器(,额定电流)
E.定值电阻
F.直流电源E(电动势为,内阻很小)
G.开关一只,导线若干
为了尽可能精确测量圆柱体的阻值,在所给的方框中设计出实验电路图,并标明所选择器材的物理符号
(3)此圆柱体长度为L直径D,若采用以上电路设计进行测量,电阻率
(1)某次实验,在槽中倒入适量的盐水,水面的高度为4.50cm,用多用电表的电阻挡粗测玻璃槽中盐水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图甲所示,则该同学接着需要做的实验步骤是换选
(2)为了准确测量电阻,准备了以下实验器材:
A. 电动势为3V的电源,内阻约为0.5Ω
B. 电动势为15V的电源,内阻约为0.9Ω
C. 阻值为5Ω的滑动变阻器
D. 电压表3V挡,内阻约为3kΩ
E. 电压表15V挡,内阻约为5kΩ
F. 电流表15mA挡,内阻约为1Ω
G. 电流表0.6A挡,内阻约为0.5Ω
实验中要求尽量减小系统误差,应保证电表在测量时其最大读数超过量程的1/2,则电源应选择
(3)准确连线后,测出玻璃槽中盐水的高度为H,电压表示数为U,电流表示数为I,改变玻璃槽中的盐水高度,测出如表所示的5组数据,分析数据后,试通过图线来求电阻率.图丙中已经描出了4个点,请描出剩余一个点,并作出图线
次数 | 水面高H(cm) | 电压U(V) | 电流I(A) |
1 | 2.53 | 2.88 | 8.7 |
2 | 3.00 | 2.65 | 9.5 |
3 | 3.51 | 2.63 | 9.8 |
4 | 4.00 | 2.35 | 10.9 |
5 | 4.50 | 2.52 | 13.1 |
(1)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1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组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:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
U/V | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 | 2.30 | |
I/A | 0.020 | 0.060 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 | 0.520 |
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的
(2)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据图(2)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
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线
(4)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为
A.1×10-2Ωm B.1×10-3Ωm C.1×10-6Ωm D.1×10-8Ωm
(5)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是
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图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【推荐3】小李同学在“测定金属的电阻率”实验中。
(1)因电表内阻未知,用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置。单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65V,电流表的示数如图乙所示;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V,I1=0.33A.由此可知应采用电流表
(2)完成上述实验后,小李同学进一步尝试用其他方法进行实验:
此时所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的平均长度为50.00cm。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径如丙图所示。
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3V,内阻约1Ω)、电流表、电压表、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。小李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:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 | 2.30 |
I/A | 0.020 | 0.060 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 | 0.520 |
图丁是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据上述表格的实验数据,补充完成图丁中实物间的连线
③小李同学在坐标纸上建立U、I坐标系。如图戊所示,图中已标出了与测量数据对应的坐标点。描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx可以估算出金属丝电阻率约为
A.1×10-2Ω·m B.1×10-3Ω·m C.1×10-6Ω·m D.1×10-8Ω·m