题目内容

12.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l.用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx
(1)请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=$\frac{π{R}_{X}{d}^{2}}{4l}$ (用上述测量量的字母表示).
(2)若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2所示,则金属丝长度的测量值为l=36.50cm,金属丝直径的测量值为d=0.797mm.

分析 (1)根据电阻定律可以求出电阻率的表达式.
(2)根据图示刻度尺确定其分度值,然后读出其示数;螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.

解答 解:(1)金属丝的电阻为:Rx=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π(\frac{d}{2})^{2}}$,
电阻率为:ρ=$\frac{π{R}_{X}{d}^{2}}{4l}$;
(2)由图示刻度尺可知,其分度值是1mm,金属丝的长度为:l=36.50cm;
由图示螺旋测微器可知,其示数为:d=0.5mm+29.7×0.01mm=0.797mm;
故答案为:(1)$\frac{π{R}_{X}{d}^{2}}{4l}$;(2)36.50,0.797.

点评 本题考查了求电阻率、刻度尺与螺旋测微器的读数,要掌握常用器材的使用方法与读数方法,螺旋测微器需要估读,读数时视线要与刻度线垂直.

练习册系列答案
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17.为了验证机械能守恒定律,某同学使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器M通过G1、G2光电门时,光束被滑行器M上的挡光片遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录,滑行器连同挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,两光电门中心间的距离为x,牵引砝码的质量为m,细绳不可伸长且其质量可以忽略,重力加速度为g.该同学想在水平的气垫导轨上,只利用以上仪器,在滑行器通过G1、G2光电门的过程中验证机械能守恒定律,请回答下列问题:

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母,使气垫导轨水平.请在以下空白处填写实验要求.在不增加其他测量器材的情况下,调水平的步骤是:取下牵引砝码m,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑行器M放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止,或者轻推滑行器M,M分别通过光电门G1、G2的时间相等,则导轨水平;
(2)当气垫导轨调水平后,在接下来的实验操作中,以下操作合理的是AC;
A.挡光片的宽度D应尽可能选较小的
B.选用的牵引砝码的质量m应远小于滑行器和挡光片的总质量M
C.为了减小实验误差,光电门G1、G2的间距x应该尽可能大一些
D.用来牵引滑行器M的细绳可以与导轨不平行
(3)在每次实验中,若表达式mgx=$\frac{1}{2}$(M+m)${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$(M+m)${v}_{1}^{2}$(用M、g、m、△t1、△t2、D、x表示)在误差允许的范围内成立,则机械能守恒定律成立.
2.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为0.399mm(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻RX,实验所用器材为:
电池组(电动势为3V,内阻约为1Ω),
电流表(内阻约为0.1Ω),
电压表(内阻约为3kΩ),
滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A)
开关,导线若干.
某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1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上实验数据可知,他们测量RX是采用图2中甲和乙中的图甲(选填“甲”或“乙”)

(3)如图3是测量RX的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,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.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值RX=4.5Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为C(填选项前的序号)
A、1×10-2Ω•m    B、1×10-3Ω•m     C、1×10-6Ω•m    D、1×10-8Ω•m.

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