题目内容
【题目】某同学在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图甲,则阻值为________Ω。
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,从图乙中可以读出该金属丝的直径d=________mm。
(3)除刻度尺、金属丝Rx、螺旋测微器外,实验室还提供如下器材,为使测量尽量精确,电流表应选___________(选填“A1”或“A2”),电压表应选________(选填“V1”或“V2”)。
电源E(电动势为3 V、内阻约为0.5 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)
电流表A1(量程0.6 A、内阻约为2 Ω)
电流表A2(量程1 A、内阻约为1 Ω)
电压表V1(量程15 V、内阻约为3 000 Ω)
电压表V2(量程3.0 V、内阻约为1 000 Ω)
开关一只、导线若干
(4)在测量金属丝Rx阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在图丙中画完整测量金属丝Rx阻值的电路图(图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号) ________。
(5)若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ=________(用L、d、I、U表示)。
【答案】 (1)5.0; (2)1.700; (3)A1; V2; (4); (5);
【解析】(1)题图甲中多用电表的读数为5.0×1 Ω=5.0 Ω。
(2)由螺旋测微器的读数规则可知,该金属丝的直径d=1.5 mm+20.0×0.01 mm=1.700 mm。
(3)因电源的电动势为3 V,所以电压表应选V2,因待测金属丝的电阻约为5 Ω,所以流过电流表的最大电流约为I==0.6 A,所以电流表应选A1。
(4)在测量金属丝Rx阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,滑动变阻器应采用分压式接法,因为金属丝的电阻约为5 Ω,与电流表A1的内阻相差不多,因此应采用电流表外接法,电路图如图所示:
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(5)由欧姆定律:,电阻定律:,截面积为:,解得。