题目内容
【题目】某同学要测量一均匀材料制成的圆柱形导体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)用刻度尺测量其长度为L=60.15mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图,由图可知其直径为D=________mm;
(3)先用欧姆表粗测该导体的电阻值,选择“×1”档,进行欧姆调零后,测量时表盘示数如图,该电阻阻值R=________Ω;
(4)现用伏安法更精确地测量其电阻R,要求测量数据尽量精确,可供该同学选用的器材除开关、导线、待测圆柱形导体的电阻R外还有:
A.电压表V (量程0~15 V,内阻未知)
B.电流表A1(量程0~200 mA,内阻r1= 6 Ω)
C.电流表A2(量程0~3 A,内阻r2= 0.1 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)
E.滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
F.定值电阻R3(阻值等于2 Ω)
G.电源E(E=12V,内阻不计)
①实验中除了选择器材A、F、G外,电流表应选择 _____,滑动变阻器应选择_____(填写器材前面的字母);
②请画出实验电路图_____________;
③某次测量中,所选择的电流表和电压表的读数为I、U,该电阻R= _____________(用题中物理量的字母表示);
(5)该同学经多次测量,计算出圆柱形导体的电阻率ρ。
【答案】 3.700 (3.699~3.701) 15 (15.0~15.2) B D
【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为3.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为:3.5mm+0.200mm=3.700mm(3.699 mm ~3.701 mm).
(2)欧姆表的读数等于表盘读数乘以倍率该电阻的阻值约为15.0×1Ω=15.0Ω(15.0Ω~15.2Ω).
(3)①由于电动势为12V,电路中最大电流约为,远大于0.2A,且选小于3A,但两电流表内阻已知可用来改装,电流表A1并联定值电阻R3=2Ω后,满足了安全的需要,故电流表应选用B(A1),根据实验要求便于调节且测得多组数据进行分析,可知变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器R1(D)以方便调节.
②电流表A1先并电阻改装,且电流表内阻已知,可采用内接法消除系统误差,同时滑动变阻器采用分压式接法,电路图如下:
(4)根据部分电路的欧姆定律可得 .