题目内容
13.某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率,进行如下实验:(1)首先用多用电表进行了电阻测量,主要实验步骤如下:
①把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上;
②把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上;
③把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;
④换用×1(选填“×1”或“×100”)的欧姆挡进行测量,正确操作后表盘示数如图1所示,则该圆柱形导体的阻值约为22Ω;
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处.
(2)分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量,结果如图2所示,其读数分别是L=23.7mm,d=2.795mm.
(3)为了更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆拄体电阻R2; 电流赛A1(量程0~5mA,内阻约50Ω);
电流表A2 (量程0~150mA,内阻约lΩ); 电压表V(量程0~3V,内阻约10KΩ);
滑动变阻器R1,(阻值范围0〜15Ω); 滑动变狙器R2,(阻值范围0~2KΩ);
直流电源E(电动势4V,内阻不计); 开关S,导线若干
①为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电流表应选A2,滑动变阻器应选R1(选填代号)
②请在图3中补充连线并完成实验.
(4)用实验中读取电压表和电流表的示数U、I和(2)中读取的L、d,计算电阻率的表达式为ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$.
分析 (1)用欧姆表测电阻要选择合适的挡位,使指针指针中央刻度线附近;欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数;
(2)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数;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;
(3)根据电路最大电流选择电流表,为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器;
根据题意确定电流表与滑动变阻器的接法,然后连接实物电路图;
(4)根据欧姆定律与电阻定律求出电阻率的表达式.
解答 解:(1)④欧姆表选择“×10”欧姆挡,欧姆表指针偏角较大,
说明所选挡位太大,为准确测量电阻阻值,应换用×1的欧姆挡进行测量,
由图1所示表盘可知,该圆柱形导体的阻值为:22×1=22Ω.
(2)由图示游标卡尺可知,其示数为:23mm+7×0.1mm=23.7mm;
由图示螺旋测微器可知,其示数为:2.5mm+29.5×0.01mm=2.795mm.
(3)①电压表俩过程为3V,通过电路的最大电流约为:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{22Ω}$≈0.136A=136mA,
则电流表选择A2;为方便实验操作滑动变阻器应选择R1;
②待测电阻阻值约为22Ω,电压表内阻约为10kΩ,电流表内阻约为1Ω,
电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,
把电压表并联在电阻两端,电路图如图所示:
(4)电阻阻值:R=$\frac{U}{I}$,由电阻定律可知:R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π(\frac{d}{2})^{2}}$,则电阻率:ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$;
故答案为:(1)④×1,22;(2)23.7,2.795;(3)①A2,R1;②电路图如图所示;(4)$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$.
点评 本题考查了欧姆表的使用,考查了欧姆表、游标卡尺、螺旋测微器的读数,连接实物电路图等问题;要掌握常用器材的使用及读数方法;游标卡尺不需要估读,螺旋测微器需要估读,读数时视线要与刻度线垂直.
A. | 两端的电势差保持不变 | |
B. | 两端的电势差先增大后减小 | |
C. | 两端的电势差先减小后增大 | |
D. | 始终是棒靠近读者端电势高于远离读者端电势 |
A. | a点场强大于d点场强 | |
B. | d点电势高于b点电势 | |
C. | bc两点间的电势差大于cd两点间的电势差 | |
D. | 一试探电荷+q由b移至d,电势能减小 |
A. | 粒子带正电 | B. | a点电势低于b点电势 | ||
C. | 粒子的电势能增加 | D. | 电场力一直做正功 |