题目内容
【题目】某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20Ω)材料的电阻率.他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。
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=_______mm;
(2)实验中电流表应选择________(选填“A1”或“A2”);
(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=_________________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
(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_________________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
【答案】0.726 A1 无影响
【解析】
由题意可知考查测量电阻丝材料的电阻率实验原量,误差分析,根据欧姆定律分析可得。
[1] 螺旋测微器读数时方法:固定刻度+可动刻度 即
[2] 估算回路中的电流
故电流表选择A1
[3] 由闭合电路分析可知,回路中电动势不变,总电流不变,则回路中总电阻不变,说明电阻箱阻值和接入电路的电阻丝的总阻值不变,设总电阻为C,由
可得
由丙图可得图象斜率的绝对值
求得
[4] 分析表达式
里面不含电流表相关物理量,故由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果无影响。
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