题目内容
【题目】在“测定金属的电阻率”实验中
(1)为了测量金属丝的电阻Rx的阻值,实验室提供如下实验器材:
A.待测金属丝电阻Rx(约100 Ω)
B.电动势E=6 V,内阻很小的直流电源
C.量程50 mA,内阻约为50 Ω的电流表
D.量程0.6 A,内阻约为0.2 Ω的电流表
E.量程6 V,内阻约为15 kΩ的电压表
F.最大阻值15 Ω,最大允许电流1 A的滑动变阻器
G.最大阻值15 kΩ,最大允许电流0.5 A的滑动变阻器
H.开关一个,导线若干
①为了操作方便,且能比较精确的测量金属丝的电阻值,电流表选用________,滑动变阻器选用________(填写选用器材前的序号).
②根据所选用的实验器材,设计出测量电阻的甲、乙两种电路,为尽可能减少实验误差,应采用________图(选填“甲”或“乙”).
甲 乙
③实验中测得该金属丝直径为d,长度为L,接入电路后,电压表示数为U,电流表示数为I,则该金属丝的电阻率的表达式为ρ=________.
(2)若另有一只待测电阻,无论用电流表内接还是外接,测量误差较为接近,有一位同学为了消除因电表内阻所带来的系统误差,他用两只相同的电压表,设计了如图丙所示的测量电路.实验操作步骤如下:
图丙
①按电路图连接好实验器材.
②闭合S1,断开S2,读出此时电压表V1的示数U,电流表示数I.
③再闭合S2,调节变阻器R,使电流表的电流仍为步骤2的电流I,此时读出电压表V1的示数U1,电压表V2的示数U2.
用上述测得的物理量表示待测电阻的阻值Rx=____________.
【答案】(1)①C F ②甲 ③ (2)
【解析】(1)①根据闭合电路欧姆定律可知通过待测金属丝的最大电流为Imax= A=60 mA,所以电流表应选用C;当滑动变阻器采用限流式接法时,电路中需要的最大电阻为Rmax=Ω=360 Ω,显然滑动变阻器应选用F且应采用分压式接法.
②由于待测金属丝满足,电流表应用外接法,即电路应是分压外接电路,所以应采用甲图.
③根据R=及R=可得ρ=.
(2)当S2断开时应有U=I(RA+Rx),当S2闭合时应有U1=IRA+U2,联立以上两式可得Rx=.