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015 V,内阻未知)

B.电流表A1(量程0200 mA,内阻r1= 6 Ω)

C.电流表A2(量程03 A,内阻r2= 0.1 Ω)

D.滑动变阻器R1(010 Ω,额定电流2 A)

E.滑动变阻器R2(01 kΩ,额定电流0.5 A)

F.定值电阻R3(阻值等于2 Ω)

G.电源E(E12V,内阻不计)

①实验中除了选择器材AFG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IU,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 .

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