题目内容
【题目】(1)甲同学想测出某种材料的电阻率,先取一段该材料的样品。因不知其大的阻值,于是用多用电表先粗测该样晶的电阻。经正确操作后,选“×100”档时发现指针偏转情况如图所示,乙同学认为指针太偏左,估读误差大,应该换用______档(填“×10”或“×1k”)。 欧姆调零后重新测量。
(2)要测出上述样品的电阻率,必须精确测出其电阻的阻值。除导线和开关外,实验室还备有以下器材可供选用:
电流表A1,量程50mA,内阻r1约100Ω
电流表A2,量程1A,内阻r2的0.5Ω
电压表V1,量程3V,内阻Rv1等于20kΩ
电压表V2,量程10V,内阻Rv2约30kΩ
定值电阻R,阻值10kΩ
滑动变阻器R1,0~2kΩ,额定电流0.1A
滑动变阻器R2,0~20Ω。额定电流2A
电源E(电动势为12V,内阻r约2Ω)
①请选择合适的器材,井设计出调节方便、便于精确测量的电路图,请画在方框中并标出所选器材的符号______,其中滑动变阻器应选______。
②若该样品为圆柱形,其长为L。直径为D。若选用实验中的一组数据,可得出这种材料电阻率的表达式为_____式中各物理量符号(题中未给的)的含义为________。
【答案】×1k R2 U1表示电压表V1的示数,U2表示电压表V2的示数
【解析】
(1)[1].选“×100”档时发现指针偏转角度过小,可知倍率挡选择过低,应该换用“×1k”档,欧姆调零后重新测量。
(2)①[2][3].电源电动势为12V,电压表应选V2,待测电阻的数量级在104Ω左右,则电路最大电流约为
两电流表量程都太大,读数误差较大,可以用已知内阻的电压表V1与定值电阻R并联,再与待测电阻串联测电流;为方便实验操作,滑动变阻器应选R2;待测电阻阻值数量级为104Ω,滑动变阻器最大阻值为20Ω,待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示
②[4][5].由电路图可知
而
解得
其中U1表示电压表V1的示数,U2表示电压表V2的示数.