题目内容
用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ.某同学电路如图所示.给定电压表、电流表、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干.
(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图甲和图乙所示.由图可知其长度为
(2)闭合电键后,发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同,则发生故障的是
(3)对照电路的实物连接画出正确的电路图.
(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请在图中作出U-I图线.
(5)求出的电阻值R=
(6)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ=
.
(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图甲和图乙所示.由图可知其长度为
59.40
59.40
cm,直径为0.434
0.434
mm.(2)闭合电键后,发现电流表示数为零、电压表示数与电源电动势相同,则发生故障的是
待测金属丝
待测金属丝
(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”).(3)对照电路的实物连接画出正确的电路图.
(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请在图中作出U-I图线.
(5)求出的电阻值R=
6.25
6.25
Ω(保留3位有效数字).(6)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ=
πRD2 |
4L |
πRD2 |
4L |
分析:(1)由图甲所示刻度线确定刻度尺的分度值,由图甲可知,金属丝的一个端点与刻度尺的零刻度线对齐,则金属丝另一端点所对应的刻度尺的示数就是金属丝的长度;
先读螺旋测微器的固定刻度,然后再读可动刻度,固定刻度加上可动刻度与0.01的乘积就是螺旋测微器的读数.
(2)常见的电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因.
(3)根据电路图分析清楚电路结构,然后根据各电路元件的连接方式作出实验电路图.
(4)根据坐标系中描出的点,用一条直线把尽可能多的点连接起来,不在同一直线上的点要对称地分布在直线两侧,该直线就是U-I图象.
(5)根据U-I图象,由欧姆定律求出电阻阻值.
(6)由欧姆定律求出电阻阻值,然后由电阻定律求出电阻率的表达式.
先读螺旋测微器的固定刻度,然后再读可动刻度,固定刻度加上可动刻度与0.01的乘积就是螺旋测微器的读数.
(2)常见的电路故障有断路与短路两种,根据电路故障现象分析电路故障原因.
(3)根据电路图分析清楚电路结构,然后根据各电路元件的连接方式作出实验电路图.
(4)根据坐标系中描出的点,用一条直线把尽可能多的点连接起来,不在同一直线上的点要对称地分布在直线两侧,该直线就是U-I图象.
(5)根据U-I图象,由欧姆定律求出电阻阻值.
(6)由欧姆定律求出电阻阻值,然后由电阻定律求出电阻率的表达式.
解答:解:(1)由图甲可知,刻度尺的分度值是1mm,电阻丝的长度是59.40cm;由图乙可知,螺旋测微器的固定刻度示数是0mm,可动刻度示数是43.4,则螺旋测微器的读数是0mm+43.4×0.01mm=0.434mm;
(2)如果待测电阻丝断路,则电流表示数为零,电压表与电源两极相连,测电源电动势,电压表示数等于电源电动势,因此发生故障的是待测电阻丝.
(3)由实物电路图可知,电源、开关、电流表、待测电阻丝、滑动变阻器串联,电压表并联在待测电阻丝两端,根据实物电路图连接实物电路图,如图1所示.
(4)描点法作图,U-I图象如图2所示.
(5)由U-I图象可得,电阻丝电阻:R=
=6.25Ω.
(6)电阻丝的横截面:S=πr2=π(
)2,
∵R=ρ
,∴所以金属丝的电阻率:ρ=
=
.
故答案为:(1)59.40;0.434;(2)待测金属丝;(3)如图1所示,(4)如图2所示;
(5)6.25;(6)
.
(2)如果待测电阻丝断路,则电流表示数为零,电压表与电源两极相连,测电源电动势,电压表示数等于电源电动势,因此发生故障的是待测电阻丝.
(3)由实物电路图可知,电源、开关、电流表、待测电阻丝、滑动变阻器串联,电压表并联在待测电阻丝两端,根据实物电路图连接实物电路图,如图1所示.
(4)描点法作图,U-I图象如图2所示.
(5)由U-I图象可得,电阻丝电阻:R=
2.5V |
0.4A |
(6)电阻丝的横截面:S=πr2=π(
D |
2 |
∵R=ρ
L |
S |
RS |
L |
πRD2 |
4L |
故答案为:(1)59.40;0.434;(2)待测金属丝;(3)如图1所示,(4)如图2所示;
(5)6.25;(6)
πRD2 |
4L |
点评:本题考查了刻度尺与螺旋测微器的读数、电路故障分析、作实验电路图、作U-I图象、求电阻、求电阻率的表达式等问题,是实验的常考问题,一定要掌握;本题涉及的知识点较多,但难度不是很大,熟练掌握基础知识即可正确解题.
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