题目内容
【题目】有一根细长的空心金属管线样品,长为60m,电阻约4Ω,横截面如图所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图所示,则所测外径为_____mm。
(2)现有如下器材:
A.电流表A1(量程0~3A,内阻为3Ω)
B.电流表A2(量程0~0.6A,内阻为1Ω)
C.电压表V1(量程0~15V,内阻约为15kΩ)
D.电压表V2(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
E.滑动变阻器R1(1750Ω,0.3A)
F.滑动变阻器R2(25Ω,0.6A)
G.电源E(3V,内阻很小可忽略)
H.开关一个,带夹子的导线若干
要用伏安法较精确测量空心金属管线样品的阻值,电流表应选_____,滑动变阻器应选_____,(均填序号字母)。
(3)实验中记录电压表的示数和对应电流表的示数,作出的U﹣I图象如图所示,请用笔画线代替导线将图所示的实验电路补充完整___________。
(4)实验测得该金属管线的电阻为_____Ω,若金属管线的电阻率为10×10﹣9Ωm,则管线中空部分横截面积为_____m2.(结果保留两位有效数字)
【答案】1.125 B F 4.5 8.6×10﹣7
【解析】
根据“要用伏安法较精确测量空心金属管线样品的阻值”可知,本题考察伏安法测电阻。据伏安法测电阻的方法,运用螺旋测微器读数、欧姆定律、电阻定律等进行求解。
(1)金属管线的外径
(2) 电源E(3V,内阻很小可忽略)、样品电阻约4Ω、电流表A1(量程0~3A,内阻为3Ω)、电流表A2(量程0~0.6A,内阻为1Ω),可得流过样品的最大电流,则电流表选择电流表A2(量程0~0.6A,内阻为1Ω),即电流表应选B。
滑动变阻器R1(1750Ω,0.3A)、滑动变阻器是R2(25Ω,0.6A),两滑动变阻器电阻均大于样品的电阻,滑动变阻器R2(25Ω,0.6A)允许通过的最大电流为0.6A;为便于调节且保证电路安全,应选择滑动变阻器是R2(25Ω,0.6A),即滑动变阻器应选F。
(3) 电源E(3V,内阻很小可忽略),则电压表选电压表V2(量程0~3V,内阻约为3kΩ)。据,可知电流表采用外接法。
滑动变阻器R2(25Ω,0.6A)电阻大于样品的电阻,则滑动变阻器采用限流式接法。
实验电路连接如图:
(4)由题中所给的点作图
由图象的斜率求出金属管线的电阻,根据电阻定律可求得:导电部分的截面积,所以中空部分的面积