题目内容
11.某同学在“测定金属的电阻率”的实验中,主要步骤如下:①用多用电表粗略测量金属丝的电阻值;
②用米尺测量金属丝的有效长度L;
③用螺旋测微器测量金属丝直径d;
④用伏安法测量该金属丝的电阻;
⑤根据测得的数据,计算金属丝电阻率的表达式.
根据题目要求完成下列问题:
(1)步骤③中测量金属丝直径如图1所示,则d=0.680mm.
(2)步骤④中为了尽可能准确地测量,要使金属丝两端电压从零开始变化,电压表用0~3V量程,电流表用0~0.6A量程(内阻约为10Ω),且采用电流表外接法,请在图2实物图上用笔画线代替导线把电路按要求连接好.
(3)步骤⑤中用测得的金属丝长度L、直径d、金属丝两端电压U、流过金属丝的电流I,计算金属电阻率,其表达式为ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$.(用L、d、U、I表示)
(4)步骤④中之所以采用所述方案,是因为该同学在步骤①中已用多用电表粗略测量其阻值,可供选择的操作步骤如下(机械调零已经完成):
A.观察指针位置,读出电阻阻值
B.将两表笔直接接触,进行调零
C.把两表笔与电阻两端接触:
D.将选择开关扳到欧姆挡“×100”处
E.将选择开关旋到OFF档
F.将选择开关扳到欧姆挡“×1”处
请在上述操作中选择需要的步骤并写出合理的顺序:FBCAE.
分析 (1)螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读;
(2)根据实验要求连接实物图即可;
(3)应用电阻定律可以推导出金属的电阻率;
(4)欧姆表测电阻的步骤是先用选择开关选择倍率、欧姆表调零、开始测量、读出电阻值、最后将欧姆表选择开关旋至OFF档或交流电压最高档;
解答 解:(1)螺旋测微器的固定刻度为0.5mm,可动刻度为18.0×0.01mm=0.180mm,所以最终读数为:0.5mm+0.180mm=0.680mm;
(2)要使金属丝两端电压从零开始变化,则滑动变阻器采用分压式接法,电压表用0~3V量程,电流表用0~0.6A量程(内阻约为10Ω),且采用电流表外接法,连接实物图如图所示;![]()
(3)由$R=\frac{ρL}{S}$;金属丝横截面积$S=π(\frac{d}{2})^{2}$,欧姆定律可得$R=\frac{U}{I}$,解得ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$;
(4)多用表中利用欧姆表测电阻的步骤是先用选择开关选择倍率、欧姆表调零、开始测量、读出电阻值、最后将欧姆表选择开关旋至OFF档或交流电压最高档;由于步骤④采用电流表外接法,说明金属丝电阻较小,选用欧姆表×1倍率即可;故实验的合理顺序是:FBCAE;
故答案为:(1)0.680;(2)如上图所示;(3)$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$;(4)FBCAE.
点评 螺旋测微器固定刻度与可动刻度的示数之和是螺旋测微器的示数,对螺旋测微器读数时要注意估读;在测量金属丝的电阻时,首先要考虑安全,其次准确,最后操作方便,连接实物图时注意正负极不要接反;熟练掌握多用表的使用,不管测量电流、电压还是电阻都需要进行机械调零,而测量电阻时多了一个步骤:欧姆调零,而且换一个倍率要重新进行欧姆调零,这里特别容易忘记.
| A. | 先断开开关S1 | B. | 先断开开关S2 | C. | 先拆去电流表 | D. | 先拆去电阻R |
| A. | 在核反应过程的前后,反应体系的质量数守恒,但总质量一定减少 | |
| B. | 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期 | |
| C. | 18个放射性元素的原子核经一个半衰期一定有9个发生了衰变 | |
| D. | 由两种元素的原子核结合成一种新元素的原子核时,一定吸收能量 |
| A. | 水平恒力F一定大于3μ(m+M)g | |
| B. | m在M上滑动的时间和在桌面上滑动的时间相等 | |
| C. | M对m的冲量大小与桌面对m的冲量大小相等 | |
| D. | 若增大水平恒力F,木块有可能滑出桌面 |
| A. | 该粒子可能做直线运动 | |
| B. | 该粒子在运动过程中速度保持不变 | |
| C. | 粒子运动轨迹上各点的电势一定相等 | |
| D. | t1、t2两个时刻,粒子所处位置电场强度一定相同 |
| A. | 该波波速为10m/s | |
| B. | 在0.05s内,P点通过的路程为4cm | |
| C. | p点振动比Q点超前半个周期 | |
| D. | P、Q在振动的过程中,位移的大小总相等 | |
| E. | 在相等的时间内,P、Q两质点通过的路程不相等 |
| A. | 匀速圆周运动是速度不变的运动 | |
| B. | 匀速圆周运动是速度不断变化的运动 | |
| C. | 做匀速圆周运动的物体合外力就是向心力 | |
| D. | 匀速圆周运动是曲线运动 |
| A. | 提升过程中手对物体做功mah | |
| B. | 提升过程中物体的重力势能增加m(a+g)h | |
| C. | 提升过程中合外力对物体做功mah | |
| D. | 提升过程中物体重力做功mgh |