题目内容
【题目】某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1,由图可知其长度L=_______mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图2所示,由图可知其直径D=__________mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图3所示,则该电阻的阻值约为_____________Ω
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R;
电流表A1(量程0~5mA,内阻约50Ω);
电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω);
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);
直流电源E(电动势4V,内阻不计);
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A);
开关S;导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在下面框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(_______)
(5)在图4中用实线连好电路。
(_______)
(6)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示,则用此法测出该圆柱体材料的电阻率ρ=______________.(不要求计算,用题中所给字母表示)
【答案】50.15 4.700 220 见解析 见解析
【解析】
(1)[1]由图示游标卡尺可以知道其示数为:
(2)[2]由图示螺旋测微器可以知道其示数为:
(3)[3]用多用电表的电阻“”挡测电阻,由图示表盘可以知道,其示数为:
Ω
(4)[4]电源电动势为4V,如用15V电压表指针偏转太小,故电压表应选V1,电路最大电流约为:
电流表应选A2,为方便实验操作滑动变阻器应选R1,待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器采用分压接法,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法;实验电路图如图所示:
(5)[5]实物图连接如图:
(6)[6]根据欧姆定律可知:
根据电阻定律可得:
联立解得: