题目内容
8.在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0.810m.金属丝的电阻大约为4Ω.先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.(1)从图中读出金属丝的直径为0.520mm.
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω;
电流表A2:量程0~3.0A,内阻约0.025Ω;
电压表V:量程0~3V,内阻约3kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
开关、导线等.
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是A1,应该选用的滑动变阻器是R1.(填代号)
(3)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为RX=4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为1.1╳${10}_{\;}^{-6}$Ω•m.(保留二位有效数字)
分析 (1)螺旋测微器读数=固定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数;
(2)根据电路最大电流选择电流表,根据电源电动势、待测电阻阻值与所选电流表选择滑动变阻器.
(3)根据电阻定律求出金属丝的电阻率.
解答 解:(1)、金属丝的直径为d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm.
(2)、因伏安法测定金属丝的电阻时的电流不能太大,否则由于随着温度升高电阻会增大而测不准,故应选电流表A1,由闭合电路欧姆定律及电流表读数要求应满足:
$\frac{1}{3}$${I}_{A}^{\;}$≤$\frac{E}{R+r}$≤$\frac{2}{3}$${I}_{A}^{\;}$,
得:11.25≤${R}_{\;}^{\;}$≤22.5Ω,
所以若滑动变阻器采用限流式接法,变阻器阻值范围是7.25Ω≤${R}_{变}^{\;}$≤18.25Ω,可见应选用滑动变阻器${R}_{1}^{\;}$,金属丝电阻很小,故电流表可采用外接法.
(3)、根据电阻定律有:R=$\frac{ρL}{S}$,其中:S=$\frac{1}{4}$${πd}_{\;}^{2}$,ρ=$\frac{{πd}_{\;}^{2}R}{4L}$,
代入数据求得电阻率为:ρ=1.1╳${10}_{\;}^{-6}$Ωm.
故答案为:(1)0.520;(2)A1,R1;(3)1.1╳${10}_{\;}^{-6}$Ωm
点评 本题关键:(1)用伏安法测电阻时安培表内、外接法的选择原则是“大内小外”,即对于大电阻采用安培表内接法,对于小电阻采用安培表外接法;(2)需要有较大的电压测量范围时,滑动变阻器采用分压式接法.
练习册系列答案
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