(江蘇專版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 實(shí)驗(yàn)六 決定導(dǎo)線電阻的因素講義(含解析)
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1、(江蘇專版)2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 實(shí)驗(yàn)六 決定導(dǎo)線電阻的因素講義(含解析) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法。 2.掌握螺旋測微器的使用方法和讀數(shù)方法。 3.學(xué)會(huì)利用伏安法測電阻,進(jìn)一步測出金屬絲的電阻率。 二、實(shí)驗(yàn)器材 被測金屬絲、螺旋測微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干。 突破點(diǎn)(一) 測量儀器、儀表的讀數(shù) [例1] (1)如圖所示的三把游標(biāo)卡尺,它們的游標(biāo)尺自左至右分別為10等分、20等分、50等分,它們的讀數(shù)依次為__________mm,________mm,________mm。
2、 (2)使用螺旋測微器測量兩個(gè)金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,則圖(a)、(b)金屬絲的直徑分別為________ mm,________ mm。 (3)①圖甲用0.6 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表______ A,表針的示數(shù)是________ A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________ A,圖中表針示數(shù)為________ A。 ②圖乙使用較小量程時(shí),每小格表示__________ V,圖中指針的示數(shù)為________ V,若使用的是較大量程,則這時(shí)表盤刻度每小格表示________ V,圖中表針指示的是________ V。 [答案] (1)17.7 2
3、3.85 3.20 (2)2.150 0.048 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20?、?.1 1.70 0.5 8.5 [由題引知·要點(diǎn)謹(jǐn)記] 1.考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù)[對(duì)應(yīng)第(1)題] (1)10分度的游標(biāo)尺的讀數(shù):主尺上讀出整毫米數(shù)+游標(biāo)尺上與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)×。 (2)20分度的游標(biāo)尺的讀數(shù):主尺上讀出整毫米數(shù)+游標(biāo)尺上與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)×。 (3)50分度的游標(biāo)尺的讀數(shù):主尺上讀出整毫米數(shù)+游標(biāo)尺上與主尺上某一刻度對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)×。 2.考查螺旋測微器的讀數(shù)[對(duì)應(yīng)第(2)題] 方法:固定刻度數(shù)mm+可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01
4、 mm。 3.考查電流表和電壓表的讀數(shù)[對(duì)應(yīng)第(3)題] (1)若刻度盤上每一小格為:1,0.1,0.001…時(shí),需估讀到最小刻度值的下一位。 (2)若刻度盤上每一小格為:0.2,0.02,0.5,0.05…時(shí),只需估讀到最小刻度值的位數(shù)。 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1.電流表量程一般有兩種——0~0.6 A,0~3 A;電壓表量程一般有兩種——0~3 V,0~15 V。如圖所示: (1)接0~3 V量程時(shí)讀數(shù)為________ V。 (2)接0~15 V量程時(shí)讀數(shù)為________ V。 (3)接0~3 A量程時(shí)讀數(shù)為________ A。 (4)接0~0.6 A量程時(shí)讀數(shù)為___
5、_____ A。 答案:(1)1.88 (2)9.4 (3)0.82 (4)0.16 2.某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一圓柱體工件的直徑和高度,測量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為______cm,高度為______mm。 (a) (b) 解析:游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=12 mm+4× mm=12.20 mm=1.220 cm 螺旋測微器的讀數(shù)為h=6.5 mm+36.1×0.01 mm=6.861 mm。 答案:1.220 6.861 3.某同學(xué)測定一金屬桿的長度和直徑,示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬桿的長度和直徑分別為_______cm和_______m
6、m。 解析:用毫米刻度尺測量時(shí),讀數(shù)應(yīng)讀到mm的下一位,即長度測量值為60.10 cm;題圖乙中游標(biāo)卡尺為五十分度游標(biāo)卡尺,精確度為0.02 mm,主尺讀數(shù)為4 mm,游標(biāo)尺第10條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊,故游標(biāo)尺讀數(shù)為10×0.02 mm=0.20 mm,所以金屬桿直徑測量值為4.20 mm。 答案:60.10 4.20 突破點(diǎn)(二) 實(shí)驗(yàn)原理與數(shù)據(jù)處理 [例2] 某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定一個(gè)阻值約為5 Ω的電阻Rx的阻值。 (1)現(xiàn)有電源(4 V,內(nèi)阻可不計(jì))、滑動(dòng)變阻器(0~50 Ω,額定電流2 A)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及下列電表: A.電流表(0~3 A,內(nèi)阻
7、約0.025 Ω) B.電流表(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω) C.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) D.電壓表(0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ) 為減小測量誤差,在實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用________,電壓表應(yīng)選用________(選填器材前的字母);實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用圖中的________(選填“甲”或“乙”)。 (2)下圖是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)在(1)問中所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線。 (3)接通開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖所示,可得該電阻的測量值Rx
8、==________ Ω。(保留兩位有效數(shù)字) (4)若在(1)問中選用甲電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是________;若在(1)問中選用乙電路,產(chǎn)生誤差的主要原因是______。(選填選項(xiàng)前的字母) A.電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值 B.電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值 C.電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值 D.電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值 (5)實(shí)驗(yàn)中為減少溫度的變化對(duì)電阻率的影響,采取了以下措施,其中正確的是________。 A.多次測量U、I,畫U-I圖像,再求R值 B.多次測量U、I,先計(jì)算R,再求R的平均值 C.實(shí)驗(yàn)中通電電流不宜過大,通電時(shí)間不宜過長
9、 D.多次測量U、I,先求U、I的平均值,再求R [答案] (1)B C 甲 (2)如圖所示 (3)5.2 (4)B D (5)C [由題引知·要點(diǎn)謹(jǐn)記] 1.考查電表的選擇[對(duì)應(yīng)第(1)題前兩空] (1)電流表的選擇 ①根據(jù)電路中的最大電流來選擇(如本題)。 ②根據(jù)用電器的額定電流來選擇。 (2)電壓表的選擇 ①根據(jù)被測電阻上的最大電壓來選擇(如本題)。 ②根據(jù)電源電動(dòng)勢選擇。 2.考查電流表內(nèi)、外接法的選擇[對(duì)應(yīng)第(1)題第三空] (1)阻值比較法:先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流
10、表內(nèi)接法。簡單概括為“大內(nèi)偏大,小外偏小”。 (2)臨界值計(jì)算法: Rx<時(shí),用電流表外接法; Rx>時(shí),用電流表內(nèi)接法。 (3)實(shí)驗(yàn)試探法:按圖所示接好電路,讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法。 3.考查實(shí)物圖連線[對(duì)應(yīng)第(2)題] (1)總的原則:先串后并,接線到柱,注意量程和正負(fù)。 (2)對(duì)限流電路,只需用筆畫線當(dāng)做導(dǎo)線,從電源正極開始,把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、“伏安法”部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)
11、接線柱和量程,滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。 (3)對(duì)分壓電路,應(yīng)該先把電源、開關(guān)和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來,然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭,比較該接頭和滑動(dòng)頭的電勢高低,根據(jù)“伏安法”部分電表正負(fù)接線柱的情況,將“伏安法”部分接入該兩點(diǎn)間。(注意滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)到使“伏安法”部分所接兩點(diǎn)間阻值最小處) 4.考查電表讀數(shù)及數(shù)據(jù)處理[對(duì)應(yīng)第(3)題] 電流表示數(shù)為0.50 A,電壓表示數(shù)為2.60 V,代入公式即可計(jì)算待測電阻的阻值,注意有效數(shù)字的要求。 5.考查伏安法測電阻的誤差分析[對(duì)應(yīng)第(4)題] 內(nèi)接法 外接法 電路圖
12、誤差原因
電流表分壓
U測=Ux+UA
電壓表分流
I測=Ix+I(xiàn)V
電阻測量值
R測=Rx+RA>Rx
測量值大于真實(shí)值
R測= 13、指在歐姆表10刻度與30刻度的正中間位置,如圖乙所示。若選擇開關(guān)處于電阻“×10”擋,其讀數(shù)________(選填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω。
(3)用伏安法測定圓柱體樣品的電阻,除被測樣品外,還有以下實(shí)驗(yàn)器材可供選擇:
電流表A1(量程0~4 mA,內(nèi)阻約50 Ω)
電流表A2(量程0~15 mA,內(nèi)阻約30 Ω)
電壓表V1(量程0~3 V,內(nèi)阻約10 kΩ)
電壓表V2(量程0~15 V,內(nèi)阻約25 kΩ)
直流電源E(電動(dòng)勢4 V,內(nèi)阻不計(jì))
滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0~15 Ω,允許通過的最大電流2.0 A)
滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0~2 kΩ,允許通過 14、的最大電流0.5 A)
開關(guān)S、導(dǎo)線若干
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以下四種測量電路圖中器材選擇與連接方式最為科學(xué)合理的是________。
(4)若用伏安法測定圓柱體樣品電阻為160 Ω,則該種新型材料的電阻率為_______Ω·m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:(1)由題圖甲可知,固定部分讀數(shù)為4.5 mm,而可動(dòng)部分為20.0;故圖中讀數(shù)為:4.5 mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm。
(2)由于多用電表的歐姆表刻度為左密右疏,所以當(dāng)多用電表指針恰好指在歐姆表10刻度與30刻度的正中間位置時(shí),待測電阻的讀數(shù)小于20×10 Ω=200 Ω。
15、
(3)由于要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓式接法,且分壓式接法中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選總阻值較小的R1;由(2)可知樣品的電阻約為200 Ω,所以電路中的最大電流為:I== A=20 mA,所以電流表應(yīng)選用A2;由于電源電動(dòng)勢為4 V,所以電壓表選用量程為0~3 V的V1;由于<,說明待測電阻較小,所以電流表應(yīng)選用外接法。綜上所述,為使實(shí)驗(yàn)誤差較小,應(yīng)選用圖C。
(4)根據(jù)電阻定律R=ρ,其中S=
解得:ρ== Ω·m=2.8×10-3 Ω·m。
答案:(1)4.700 (2)小于 (3)C (4)2.8×10-3
5.(2019·蘇州模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在“測定金屬電阻率”的 16、實(shí)驗(yàn)過程中:
(1)小組同學(xué)正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖甲、乙、丙所示,則它們的讀數(shù)值依次是________mm、________A、________V。
(2)已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0~10 Ω,電流表內(nèi)阻約幾歐,電壓表內(nèi)阻約幾十千歐,電源為干電池組(不宜在長時(shí)間、大功率狀況下使用),電動(dòng)勢E=4.5 V,內(nèi)阻較小。則丁圖中,________(選填字母代號(hào))電路為本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采用的較好電路,但用此電路測量的金屬絲電阻仍然會(huì)比真實(shí)值偏________(選填“大”或“小”)。
(3)若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA=2.0 Ω,那么能準(zhǔn)確 17、測量出金屬絲電阻Rx的電路應(yīng)是丁圖中的________電路(選填字母代號(hào))。使用該電路實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表示數(shù)為I、電壓表示數(shù)為U,則金屬絲電阻Rx=________(用題中字母代號(hào)表示)。
解析:(1)螺旋測微器先讀固定部分為0.5 mm,可動(dòng)部分可估讀為49.8,故總示數(shù)為:0.5 mm+49.8×0.01 mm=0.998 mm;電流表量程為0.6 A,則最小刻度為0.02 A,指針?biāo)緸?.42 A;電壓表量程為3 V,最小刻度為0.1 V,需估讀一位,故可讀為:2.30 V。
(2)因電源不能在大功率下長時(shí)間運(yùn)行,則本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用限流接法;同時(shí)電壓表內(nèi)阻較大,由以上讀數(shù)可知,待測電阻的內(nèi) 18、阻約為5 Ω,故采用電流表外接法誤差較??;在實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)準(zhǔn)確,但電流測量的是干路電流,故電流表示數(shù)偏大,則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小。所以選A電路,此電路測量的金屬絲電阻仍然會(huì)比真實(shí)值偏小。
(3)因已知電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值,則可以利用電流表內(nèi)接法準(zhǔn)確求出待測電阻,故應(yīng)選B電路;待測電阻及電流表總電阻:R=,則待測電阻:Rx=R-RA=-RA。
答案:(1)0.998(0.996~0.999均正確) 0.42 2.30
(2)A 小 (3)B -RA
6.(2018·鹽城二模)某同學(xué)欲測量一卷粗細(xì)均勻的、阻值約為100 Ω的金屬漆包線的長度,備選器材如下:
A.量程為5 mA、內(nèi)阻 19、r1=50 Ω的電流表A1
B.量程為0.6 A、內(nèi)阻r2=0.2 Ω的電流表A2
C.量程為6 V、內(nèi)阻r3約為15 kΩ的電壓表V
D.最大阻值為15 Ω、最大允許電流為2 A的滑動(dòng)變阻器
E.定值電阻R1=5 Ω
F.電動(dòng)勢E=6 V、內(nèi)阻很小的直流電源
G.開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干
H.螺旋測微器
(1)已知做成這種漆包線芯的金屬絲的電阻率為ρ,若金屬絲的電阻用R表示,直徑用d表示,則這一卷漆包線的長度L=________。
(2)該同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖甲所示,則螺旋測微器的示數(shù)d=________mm。
(3)為了盡可能精確地測量該金屬絲的電阻,電流表應(yīng)選 20、用______(選填“A”或“B”),請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中畫出實(shí)驗(yàn)原理電路圖。
(4)若該同學(xué)在測量金屬絲直徑時(shí)沒有去除漆包線表面的絕緣漆,這會(huì)使實(shí)驗(yàn)測得該漆包線的長度與真實(shí)值相比________(選填“偏大”或“偏小”)。
解析:(1)由電阻定律可知,電阻絲的電阻:
R=ρ=ρ,L=。
(2)由題圖所示螺旋測微器可知,其示數(shù)為:
0.5 mm+10.0×0.01 mm=0.600 mm。
(3)通過電阻絲的最大電流約為:I== A=0.06 A=60 mA,電流表應(yīng)選擇A;通過分流電阻的最大電流約為:60 mA-5 mA=55 mA,定值電阻阻值應(yīng)遠(yuǎn)小于電流表內(nèi)阻,則定值電阻應(yīng)選擇 21、E?;瑒?dòng)變阻器阻值較小,應(yīng)采用分壓電路;由于電流表內(nèi)阻已知,應(yīng)采用電流表內(nèi)接法。電路如圖所示。
(4)沒有去除漆包線表面的絕緣漆,使直徑d偏大,則L值偏大。
答案:(1) (2)0.600 (3)A 電路圖見解析 (4)偏大
突破點(diǎn)(三) 實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新
[例3] 實(shí)驗(yàn)室購買了一捆標(biāo)稱長度為100 m的銅導(dǎo)線,某同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測定其實(shí)際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0 mm2,查得銅的電阻率為1.7×10-8 Ω·m,再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx,從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度。可供使用的器材有:
電流表:量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω;
電壓表:量程3 22、V,內(nèi)阻約9 kΩ;
滑動(dòng)變阻器R1:最大阻值5 Ω;
滑動(dòng)變阻器R2:最大阻值20 Ω;
定值電阻:R0=3 Ω;
電源:電動(dòng)勢6 V,內(nèi)阻可不計(jì);
開關(guān)、導(dǎo)線若干。
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。
(2)在實(shí)物圖中,已正確連接了部分導(dǎo)線,請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。
[答案如下圖]
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50 A時(shí),電壓表示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為________V。
(4)導(dǎo)線實(shí)際長度為________m(保留兩位有效數(shù) 23、字)。
[解析] (1)由Rx=ρ知被測導(dǎo)線的電阻約為Rx=1.7 Ω,電路中最大電流Im=0.6 A,滑動(dòng)變阻器的最小值R動(dòng)=-Rx=8.3 Ω,電路中滑動(dòng)變阻器為限流接法,閉合開關(guān)之前,其阻值移至最大阻值處。
(4)被測電阻值為Rx=-R0,Rx=ρ,代入數(shù)據(jù),解得l=94 m。
[答案] (1)R2 a (3)2.30 (4)94
[由題引知·要點(diǎn)謹(jǐn)記]
2.實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新[對(duì)應(yīng)第(1)題]
(1)本實(shí)驗(yàn)考慮導(dǎo)線電阻Rx較小,而未直接測量Rx的阻值,而是測量Rx與定值電阻的串聯(lián)阻值。
(2)實(shí)驗(yàn)中若沒有螺旋測微器測電阻絲的直徑,可將電阻絲緊密的纏繞在圓柱形鉛筆上30 24、~50匝,測總長度,然后求出直徑。
3.還可以從以下三個(gè)方面創(chuàng)新
(1)考查本實(shí)驗(yàn)的題目還可以將測金屬絲的電阻率,改為測圓柱體金屬、圓桶形薄片、電解液等的電阻率。
(2)測量電阻時(shí)還可應(yīng)用等效替代法、半偏法、多用電表、電橋法、雙電流表法、雙電壓表法等。
(3)本實(shí)驗(yàn)中還可以把電壓表、電流表更換為電壓、電流傳感器。
[集訓(xùn)沖關(guān)]
7.(2019·鎮(zhèn)江一模)小華利用圖1電路測量某種導(dǎo)電液體的電阻率,玻璃管的橫截面積S=2×10-3m2,通過K可以控制管內(nèi)導(dǎo)電液體的長度,管兩端接有導(dǎo)電活塞(電阻不計(jì)),右活塞固定,左活塞可在管內(nèi)自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材如下:電源(電動(dòng)勢為12 V,內(nèi)阻 25、不計(jì)),兩只相同的電壓表V1、V2(量程為3 V,內(nèi)阻足夠大),電阻R1=400 Ω,電阻R2=1 500 Ω,電阻箱R(0~9 999.9 Ω),單刀雙擲開關(guān)S,刻度尺。
(1)小華的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①向玻璃管內(nèi)注入導(dǎo)電液體,用刻度尺測量液柱長度如圖2所示,其長度L=________cm;
②連接好電路,把S撥到位置“1”,電壓表V1的示數(shù)如圖3所示,示數(shù)為U1=________V;
③將S撥到位置“2”,調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表V2的示數(shù)仍為U1,此時(shí)電阻箱的阻值R=300 Ω;
④求得管內(nèi)液柱的電阻Rx=________Ω,導(dǎo)電液體的電阻率ρ=________Ω·m(保留兩位有效 26、數(shù)字)。
(2)請(qǐng)指出小華實(shí)驗(yàn)的不足之處______________________________________________。
(3)在實(shí)驗(yàn)步驟①中,若小華在完成讀數(shù)后無意中碰到K導(dǎo)致松動(dòng)而漏掉了少量的液體,則小華測得的電阻率ρ的值將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(4)小清同學(xué)仍利用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),他通過K調(diào)節(jié)管內(nèi)液柱長度,記錄多組數(shù)據(jù)如下表所示,繪制出R-關(guān)系圖像后也可求出液體的電阻率ρ。請(qǐng)你在圖4中繪制出此圖像。
物理量次數(shù)
R/(×102 Ω)
/m-1
1
0.6
1.0
2
1.2
2.0
3
1.8
3.0
4
27、2.4
4.0
5
3.0
5.0
解析:(1)①液柱長度:19.97 cm;②電壓表V1的示數(shù)為U1=2.00 V;④由歐姆定律可知:U1+R2=U1+Rx,解得Rx=2 000 Ω,根據(jù)Rx=ρ,則ρ=,代入數(shù)據(jù)解得ρ=20 Ω·m。
(2)小華實(shí)驗(yàn)的不足之處:未多次測量取平均值。
(3)漏掉了少量的液體,則液柱的實(shí)際長度減小,若仍按讀數(shù)L計(jì)算,則小華測得的電阻率ρ的值將偏小。
(4)圖像如圖所示。
答案:(1)①19.97(在19.96~19.98之間均可)?、?.00 ④2 000 20 (2)未多次測量取平均值 (3)偏小
(4)圖像見解析
8.( 28、2019·南京調(diào)研)圖1是用來測量某電阻絲材料的電阻率的電路圖。實(shí)驗(yàn)中把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上,移動(dòng)滑片改變接觸點(diǎn)P的位置,可改變接入電路中電阻絲的長度。實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材還有:
器材編號(hào)
器材名稱
規(guī)格與參數(shù)
A
電池E
電動(dòng)勢3.0 V,內(nèi)阻未知
B
電流表A1
量程0~100 mA,內(nèi)阻約為5 Ω
C
電流表A2
量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω
D
電阻箱R
0~999.9 Ω
E
開關(guān)、導(dǎo)線
若干
實(shí)驗(yàn)操作如下:
a.用螺旋測微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測量電阻絲的直徑d;
b.將選用的實(shí)驗(yàn)器材,按照?qǐng)D1連接實(shí)驗(yàn)電 29、路;
c.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大;
d.接觸點(diǎn)P在電阻絲上某位置時(shí),閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表滿偏,然后斷開開關(guān),記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L;
e.改變接觸點(diǎn)P的位置,閉合開關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表再次滿偏;重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L;
f.?dāng)嚅_開關(guān),整理好器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。
(1)某次測量電阻絲直徑d時(shí),螺旋測微器示數(shù)如圖2所示,d=______mm。
(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇______(選填供選器材前的編號(hào))。
(3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù) 30、,繪出了如圖3所示的R-L關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在L軸的截距為L0,那么電阻絲的電阻率表達(dá)式ρ=________(用R0、L0、d表示)。
(4)本實(shí)驗(yàn)中,電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測量結(jié)果______(選填“有”或“無”)影響,這是因?yàn)開_______________________________________________。
解析:(1)螺旋測微器的讀數(shù)為:d=0.5 mm+23.0×0.01 mm=0.730 mm。
(2)電阻絲的電阻一般在幾十歐姆左右,電源電動(dòng)勢為3 V,且電路中接入電阻箱,則電路中的最大電流不超過0.1 A,所以電流表應(yīng)選B。
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律,E=Ig(R+RL+RA+r),又RL=ρ,聯(lián)立解得:R=-L,由題圖3可知:==,解得:ρ=。
(4)若不考慮電流表的內(nèi)阻,則表達(dá)式為:R=-L,因?yàn)镽-L圖像的斜率不變,所以對(duì)電阻絲的電阻率的測量結(jié)果無影響。
答案:(1)0.730 (2)B (3) (4)無 R-L圖像的斜率不變
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