题目内容
【题目】小明与小红在学习了《导体的电阻》后,想确定图甲中滑动变阻器(铭牌丢失)的金属丝的材料,于是进行了如下实验:
(1)先用游标卡尺测量了陶瓷桶上未绕金属丝部分的直径d,游标卡尺的读数如图乙所示;后用游标卡尺测量了陶瓷桶上绕有金属丝(金属丝直接紧密地绕在陶瓷桶上)部分的直径D,游标卡尺的读数(如图丙所示)为________mm;再用刻度尺测得滑动变阻器滑线部分的长度cm。(假设上述测量值均看作多次测量的平均值)
(2)小明用欧姆表测得到该滑动变阻器全部金属丝的电阻为25;小红则向实验室借来以下器材测量该金属丝的电阻:
A.直流电源3V(内阻不计) B.直流电流表0~100mA(内阻约为5)
C.直流电流表0~600mA(内阻约为1) D.直流电压表0~3V(内阻约为3
)
E.滑动变阻器0~10(允许的最大电流为2A) F.导线和开关
则实验中电流表应选用_________(填字母)。
(3)请帮小红设计一个最佳实验电路,并将电路图画在答题卷相应位置的方框中__________(待测滑动变阻器就用普通电阻符号表示)。
(4)若该滑动变阻器全部金属丝的电阻用R表示,则金属丝电阻率的表达式_________(用本题中字母表示);小红通过正确的操作后测得
,请对照右侧表格中几种导体材料的电阻率(20℃时)判断该金属丝的材料最有可能为_________(填字母)。
材料 | 材料 | ||
银 | 铁 | ||
铜 | 锰铜合金 | ||
铝 | 镍铜合金 | ||
钨 | 镍铬合金 |
A.铝 B.铜 C.含铜合金 D.镍铬合金
【答案】22.18或22.20或22.22 B
或
或
C
【解析】
(1)[1].游标卡尺丙的读数2.2cm+10×0.02mm=22.20mm;
(2)[2].电路中能达到的最大电流为
则直流电流表选择B;
(3)[3].因电压表的内阻远大于待测电阻阻值,可知选用电流表外接电路;滑动变阻器电阻小于待测电阻的阻值,则采用分压电路,则电路图如图;
(4)[4].待测金属丝横截面的半径
金属丝横截面积
每匝金属丝的长度为πD(或者πd)(或者)
则线圈匝数
金属丝的总长度为(或者
)(或者
)
根据 可得
或者
或者
[5].将,D=22.20mm,d=21.00mm,L=10.50cm带入解得
由表中数据可知,可能是含铜合金,故选C。
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