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在测定金属丝电阻率ρ的实验中,已知金属丝的电阻约为5Ω左右,需要进一步利用伏安法测定其阻值R,请完成下列问题:
(1)该实验需要测量的物理量有金属丝的
长度L
长度L
、金属丝的直径D、金属丝两端的电压U、通过金属丝的电流I,所需的测量仪器有
毫米刻度尺
毫米刻度尺
、螺旋测微器、电压表、电流表,计算电阻率的表达式为ρ=
UπD2
4IL
UπD2
4IL
(用所测物理量的符号表示);
(2)下列操作中正确的是
ABD
ABD

A.测电阻之前用最小刻度为1mm的刻度尺测金属丝的有效长度全长三次,算出其平均值L;
B.测电阻之前用螺旋测微器在金属丝的三个不同的位置各测一次直径,算出平均值D;
C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值R;
D.实验时电路中的电流不宜过大;
(3)实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值L=
69.86
69.86
cm,金属丝直径的测量值为D=
0.104
0.104
mm.
(4)提供下列器材:
A、电池组(电动势3V,内阻约1Ω)
B、电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C、电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)
D、电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
E、电流表(量程0~3A,内阻约0.02Ω)
F、滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1A)
G、滑动变阻器(阻值范围0~1000Ω,额定电流0.5A) 
H、开关、导线.
在虚线框内画出实验电路图.为了实验能正常进行并减小误差,要求变阻器便于调节,选择的电流表是
D
D
;选择的电压表是
B
B
;选择的变阻器是
F
F
.(填器材前的字母)
(5)根据器材的规格和要求,在本题的实物图上连线.
(6)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.则电流表的示数为I=
0.46
0.46
A,电压表的示数为U=
2.40
2.40
V,可计算出电阻丝的电阻为R=
5.2
5.2
Ω,这种金属的电阻率ρ约为
6.5×10-8
6.5×10-8
Ω?m
(后两空都保留两位有效数字).
分析:根据电阻定律R=ρ
L
S
、欧姆定律R=
U
I
确定需要测量的物理量,从而求出电阻率的表达式.
螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.
根据电源电压确定电压表的量程,根据电路中的电流确定电流表的量程.通过比较待测电阻、电流表、电压表内阻大小,确定电流表的内外接.
根据伏安法测电阻,画出电路图,再根据电路图连接实物图.
解答:解:(1)根据电阻定律R=ρ
L
S
、欧姆定律R=
U
I

所以电阻率的表达式为ρ=
US
IL
=
UπD2
4IL
,所以该实验需要测量的物理量有金属丝的长度L、金属丝的直径D、金属丝两端的电压U、通过金属丝的电流I,所需的测量仪器有毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表,
(2)A、测电阻之前用最小刻度为1mm的米尺测金属丝的有效长度全长三次,算出其平均值L,故A正确
B、测电阻之前用螺旋测微器在金属丝的三个不同的位置各测一次直径,算出平均值D;故B正确
C、金属丝电阻很小,与电压表内阻相差很大,使电压表和金属丝并联,电压表的分流作用很小,应采用电流表外接法,故C错误;
D、实验时电路中的电流不宜过大;故D错误
故选ABD.
(3)金属丝长度的测量值L=69.86cm,
螺旋测微器的读数为:0mm+0.01×10.4mm=0.104mm.
(4)电路最大电流约为I=0.6A,则电流表应选D.
电源电动势是3V,则电压表应选B.
为方便实验操作,滑动变阻器应选F.
电流表采取外接法,滑动变阻器采用限流式接法,电路图如下,

(5)根据电路图连接实物电路图,如图所示;

(6)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.则电流表的示数为I=0.46A,电压表的示数为U=2.40V,
可计算出电阻丝的电阻为R=5.2Ω,
ρ=
US
IL
=
UπD2
4IL
=6.5×10-8Ω?m
故答案为:(1)长度L,毫米刻度尺,
UπD2
4IL

(2)ABD
(3)69.86,0.104
(4)D,B,F,如图
(5)如图
(6)0.46,2.40,5.2,6.5×10-8
点评:解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,以及掌握器材选取的原则,精确、安全,知道如何确定电流表的内外接.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)在测定金属丝电阻率的实验中,如图甲所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径d=
0.730
0.730
mm.如图乙所示,用多用电表的“×1”欧姆挡,调零后测得金属丝阻值R=
8.0
8.0
Ω,若实验中测出金属丝的长度为L,则该金属丝电阻率的表达式ρ=
πRd2
4L
πRd2
4L
(用符号表示).

(2)如图丙所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让人射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3.图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点.设AB的长度为l1、AO的长度为l2,CD的长度为l3,出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量
l1和l3
l1和l3
(用上述所给物理量的字母表示),则玻璃砖的折射率可表示为
l1
l3
l1
l3

(3)某同学用如图丁所示的装置测定重力加速度.
①打出的纸带如图戊所示,实验时纸带的
端通过夹子和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
②纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为
9.4
9.4
m/s2
③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量当地重力加速度的值有差异的一个原因
纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力
纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力

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科目:高中物理 来源: 题型:

小明同学在测定金属丝电阻率的实验中,进行了如下操作,请你将相应的操作步骤补充完整.
(1)他首先用螺旋测微器测金属丝的直径,如图1所示,该金属丝的直径为
0.850
0.850

mm.
(2)他再用多用电表粗测金属丝的阻值,操作过程如下:
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择开关旋至电阻挡“×10”挡位;
②将红、黑表笔短接,调节
B
B
旋钮(填图2中的“A”或“B”或“C”),使欧姆表指针对准电阻的
“0刻线”
“0刻线”
处(填“0刻线”或“∞刻线”);
③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接,此时多用电表的示数如图3所示;
④为了使金属丝的阻值读数能够再准确一些,小明将选择开关旋至电阻挡
×1
×1
挡位(填“×1”或“×1k”),重新进行
欧姆调零
欧姆调零

⑤重新测量得到的结果如图4所示,则金属丝的电阻为
6
6
Ω.
(3)他想用伏安法更精确地测量该金属丝的阻值,他用如图所示的装置进行测量,其中部分器材的规格为:电源E(两节干电池,3V),电流表(量程0.6A,内阻约1Ω),电压表(量程3V,内阻约10kΩ),滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1A).要求滑动变阻器采用限流式接法,为了减小实验误差,请你在图5中加两条导线将未连接完的电路连起来.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?安庆二模)在测定金属丝电阻率的实验中,需要测量金属丝的电阻,可供选用的器材如下:
待测金属丝:Rx(阻值约5Ω)
电流表A1:量程0.6A,内阻r1约为0.2Ω
电流表A2:量程10mA,内阻r2=50Ω
定值电阻R1:阻值20Ω
定值电阻R2:阻值200Ω
滑动变阻器R:阻值范围0~5Ω
电源E:干电池2节
开关S,导线若干.
①要想较准确测量待测金属丝的阻值,应选用定值电阻
R2
R2
.(填R1或R2
②实验中要求金属丝中的电流能从0开始变化,请在方框图中画出该实验的电路图(图中务必标出选用的电流表和定值电阻的符号).
③若试验中A1表的示数为0.36A,A2表的示数为5.4mA,待测金属丝的阻值为
3.81
3.81
Ω(结果保留两位有效数字).

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在测定金属丝电阻率实验中,待测金属丝电阻约为3Ω,额定电流1A,现提供以下器材
A.电源E=4V,内阻很小可以不计
B.电压表,量程3V,内阻约5000Ω
C.电流表,量程0.6A,内阻为0.5Ω
D.滑动变阻器,最大阻值为20Ω
E.定值电阻R0=0.5Ω
F.定值电阻R1=5Ω
甲、乙分别采用了图示电路进行测量,你认为
 
接法更为合理.采用了合理的接法进行实验,为了让通过金属丝的电流能达到其额定值,应对电路如何改造,请选择合适的元件对电路进行改造,并将改造电路画在相应的图上(标明所选用元件的符号).

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