题目内容
在“测金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻R
x.
(1)请写出测金属电阻率的表达式:ρ=
(用上述测量的字母表示).
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数如图所示,则金属丝长度的测量值为l=
cm,金属丝直径的测量值为d=
mm.
(3)实验中,测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接还是电流表外接,都会产生系统误差.按如图所示的实物电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差.利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R
2的滑片调到最左端,单刀双掷开关S
2向1闭合,再闭合开关S
1,调节滑动变阻器R
1和R
2,在不超过量程的前提下使电压表和电流表的示数尽量大些,读出此时电压表和电流表的示数U
1、I
1.
第二步:保持两滑动变阻器滑片位置不变,将单刀双掷开关S
2向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U
2、I
2.
①请根据实物电路在虚线框内画出电路原理图;
②请写出由以上记录数据计算被测电阻R
x的表达式:R
x=
.
分析:本题考查电阻定律、闭合电路欧姆定律及螺旋测微器的读数等知识.解答本题时可根据电阻定律求出其电阻率表达式;第(3)小题可先由实物图转换成电路图,根据题目中的步骤,由部分电路的欧姆定律对电路图进行分析求解.
解答:解:(1)根据电阻定律:R
x=ρ
=ρ
得:ρ=
(2)刻度尺的分度值为0.1cm,读数时往后估读一位,则金属丝长度的测量值l读数为:36.50cm;
螺旋测微器的测量值等于固定刻度读数加可动刻度读数,可动刻度读数时注意估读,故:
金属丝直径的测量值为d=0.5mm+29.9×0.01mm=0.799mm;
(3)①根据实物电路画出电路图如图:
②将单刀双掷开关S
2合向1,读出此时电压表和电流表的示数U
2和I
2;
由题R
x+R
A+R
1=
;R
A+R
1=
得:
R
x=
-故答案为:(1)
; (2)36.49~36.51; 0.797~0.799.
(3)①如图所示. ②
-.
点评:高考中考查的电学实验主要以恒定电流这部分的实验为主,高考中一般是以教材原实验为基础进行综合扩展,或让考生设计实验,形成灵活多样,目的是以此种方式综合考查学生的实验探究能力和理解能力.
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