题目内容

【题目】测定金属的电阻率的实验中,金属丝的阻值约为5,某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm,用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图所示,再用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。

该电阻丝直径的测量值d=___________mm

实验中能提供的器材有:

A.电压表V1(量程03V,内阻约3k

B.电压表V2(量程015V,内阻约15k

C.电流表A1(量程03A,内阻约0.01

D.电流表A2(量程00.6A,内阻约0.1

E.滑动变阻器R1020

F.滑动变阻器R20500

G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若干

该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择_______,电流表应选择________,滑动变阻器应选择_______,(选填各器材前的字母)。要求在流过金属丝的电流相同情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出电阻丝的阻值,实验电路应选用图_________

该同学建立UI坐标系,通过测量多组电压U与电流I值,描点作出金属丝的UI曲线为一条通过原点倾斜的直线,实验中使用的电流表内阻为RA,电压表内阻为RV,若考虑电流表和电压表内阻的影响,图UI图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k=_______(用题目给出的物理量符号表示)。

【答案】0.2340.2310.235 A D E

【解析】

①[1]从图中可能出:固定刻度为未到0.5mm,所以只读可动刻度为23.4×0.01mm=0.234mm,由于误差(0.231mm0.235mm)均可;

②[2][3][4][5]电源E(电动势为3.0V),故电压表选择选A,电路电流最大为

为提高精确度,减小读数误差,选小量程电流表,即D,由于要求在流过金属丝的电流相同情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出电阻丝的阻值,故滑动变阻器采用限流接法;采用限流接法时,为便于调节,最大值应为待测电阻的24倍比较合适,所以滑动变阻器选E;由于

则可知电流表应采用外接法,故电路图选择丁

③[6]考虑电压表内阻,电阻丝两点电压还是电表读数

化简可得

再由

代入,可得

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