题目内容
【题目】利用如图(a)所示电路可以测量金属丝的电阻率ρ,所用的实验器材有:
待测的粗细均匀的电阻丝、电流表(量程0.6 A,内阻忽略不计)
电源(电动势3.0 V,内阻r未知)、保护电阻(R0=4.0 Ω)
刻度尺、开关S、导线若干、滑片P
实验步骤如下:
①用螺旋测微器测得电阻丝的直径d如图(b)所示。
②闭合开关,调节滑片P的位置,分别记录每次实验中aP长度x及对应的电流值I。
③以为纵坐标,x为横坐标,作x图线(用直线拟合)。
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题:
(1)螺旋测微器示数为d =________mm。
(2)用题中字母可求得与x满足的关系式为________。
(3)实验得到的部分数据如下表所示,其中aP长度x=0.30 m时电流表的示数如图(a)所示,读出数据,完成下表。①________;②________。
x(m) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 |
I(A) | 0.49 | 0.43 | ① | 0.33 | 0.31 | 0.28 |
(A-1) | 2.04 | 2.33 | ② | 3.03 | 3.23 | 3.57 |
(4)在图(b)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=______-1·m-1,截距b=________A-1。(保留两位小数)
(5)根据图线求得电阻丝的电阻率ρ =_______Ω·m,电源的内阻为r =________Ω。(保留一位小数)
【答案】 (1)0.402 (2) (3)①0.38 ②2.63 (4)图线如图所示;
3.00(2.92~3.10均可) 1.78(1.76~1.80均可) (5)1.1×10-6(1.0×10-6~1.2×10-6均可) 1.3(1.1~1.5均可)
【解析】(1)螺旋测微器的读数为40.2×0.01 mm=0.402 mm。
(2)根据闭合电路欧姆定律可知,可得。
(3)由图(a)可知电流表读数为19.0×0.02 A=0.380 A,故表格①处应为0.38,表格②处通过计算可知应为2.63。
(4)在图(b)中描点作图,让直线尽量过所有的点,或让点对称分布在直线两侧。由图线可知斜率为k=3.00 A-1·m-1 ,纵轴截距为b=1.78 A-1 。
(5)由数学知识可得, ,解得ρ=1.1×10-6 Ω·m,r=1.3 Ω。