题目内容
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1所示,由图可知其长度为 mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图2,由图可知其直径为 mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图3示,则该电阻
的阻值约为 Ω.
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R,
A、电流表A1(量程0~6mA,内阻约50Ω)
B、电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)
C、电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
D、电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
E、滑动变阻器R1(0~15Ω,最大电流2.0A)ks5u
F、滑动变阻器R2(0~5kΩ,最大电流0.5A)
直流电源E(电动势4V,内阻不计) 开关S,导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电路中电流表选 ,电压表选 滑动变阻器选 (请填写器材前面的字母代号),并请将你设计的电路图在虚线框中(图4)画出.
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1所示,由图可知其长度为
(2)用螺旋测微器测量其直径如图2,由图可知其直径为
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图3示,则该电阻
的阻值约为
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R,
A、电流表A1(量程0~6mA,内阻约50Ω)
B、电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)
C、电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
D、电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
E、滑动变阻器R1(0~15Ω,最大电流2.0A)ks5u
F、滑动变阻器R2(0~5kΩ,最大电流0.5A)
直流电源E(电动势4V,内阻不计) 开关S,导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电路中电流表选
分析:①②游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是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.
③欧姆表读数=表盘读数×倍率;
④根据欧姆定律估算出最大电流,然后选择电流表;根据电源电动势选择电压表;要求测得多组数据进行分析,滑动变阻器采用分压式接法,用小电阻控制大电阻;
③欧姆表读数=表盘读数×倍率;
④根据欧姆定律估算出最大电流,然后选择电流表;根据电源电动势选择电压表;要求测得多组数据进行分析,滑动变阻器采用分压式接法,用小电阻控制大电阻;
解答:解:(1)游标卡尺的主尺读数为50mm,游标读数为0.05×3=0.15mm,所以最终读数为50.15mm.
(2)螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为4.700mm.
(3)欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率,即R=22Ω×10=220Ω;
(4)根据欧姆定律,最大电流:I=
≈18.2mA,故电流表选择A2 ,即B.
电源电动势4V,故电压表选择V1,即C.
要求测得多组数据进行分析,滑动变阻器采用分压式接法,用小电阻控制大电阻,故滑动变阻器选择R1,即E.
因待测电阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法;
又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如图所示:
故答案为:(1)50.15
(2)4.700
(3)220
(4)B,C,E
(2)螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为4.700mm.
(3)欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率,即R=22Ω×10=220Ω;
(4)根据欧姆定律,最大电流:I=
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电源电动势4V,故电压表选择V1,即C.
要求测得多组数据进行分析,滑动变阻器采用分压式接法,用小电阻控制大电阻,故滑动变阻器选择R1,即E.
因待测电阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法;
又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如图所示:
故答案为:(1)50.15
(2)4.700
(3)220
(4)B,C,E
点评:解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.螺旋测微器的读数方法是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.
测量电阻最基本的原理是伏安法,电路可分为测量电路和控制电路两部分设计.测量电路要求精确,误差小,可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系,选择电流表内、外接法.控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法.在两种方法都能用的情况下,为了减小能耗,选择限流式接法.
测量电阻最基本的原理是伏安法,电路可分为测量电路和控制电路两部分设计.测量电路要求精确,误差小,可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系,选择电流表内、外接法.控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法.在两种方法都能用的情况下,为了减小能耗,选择限流式接法.
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