题目内容
【题目】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
⑴用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为______mm(该值接近多次测量的平均值)
⑵用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表。
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的______图(选填“甲”或“乙”)。
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线___,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线_____。由图线得到金属丝的阻值Rx=___Ω(保留两位有效数字)。根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为_____(保留一位有效数字)。
【答案】0.395甲;4.31×10-6Ωm
【解析】
(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0,可动刻度读数为39.5,故
所测长度为0+39.5×0.01=0.395mm(0.394~0.398);
(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω.
则有 ,属于小电阻,用外接法测量误差小,实验要描绘电阻的伏安特性曲线,要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法,故选甲.
(3)注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合(2)可知应该连接成外接分压接法(甲)那么在连线时断开开关且使Rx两端的电压为0.先连外接电路部分,再连分压电路部分,此时滑片P必须置于变阻器的左端.实物图如图所示:
(4)描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后出U-I图线.如图所示:
计算U-I图象的斜率可得到电阻的阻值;根据电阻定律,得,代入数据可计算出.