题目内容
【题目】在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值).
![]()
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流 2 A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
![]()
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图中的________(填“甲”或“乙”)图.
![]()
![]()
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图丙所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出UI图线________.由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω(保留两位有效数字).
(4)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号).
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m D.1×10-8 Ω·m
(5)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准.下列关于误差的说法中正确的选项是___(有多个正确选项).
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以减小由测量仪表引起的系统误差
D.用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【答案】 (1)0.397(0.395~0.399均正确); (2)甲; (3)见解析图
; 4.5(4.3~4.7均正确) (4)C (5)CD
【解析】(1)金属丝的直径:0.01mm×39.7=0.397mm;
(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω.则有Rx<
,属于小电阻,用外接法测量误差小,实验要描绘电阻的伏安特性曲线,要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法,故选甲.
(3)描绘出UI图线如图;
![]()
由图线得到金属丝的阻值Rx=
.
(4)根据电阻定律R=ρ
,得ρ=R
,代入数据可计算出ρ=1×10-6Ωm,故选C.
(5)根据实验误差的性质及产生的原因,可将误差分为系统误差和偶然误差;由于实验原理、仪器结构上不够完善等原因会产生系统误差;在相同条件下,对同一物理量进行多次测量,由于各种偶然因素,会出现测量值时而偏大,时而偏小的误差现象,这种类型的误差叫做偶然误差;由此可见,电流表、电压表的内阻引起的误差为系统误差,电流表、电压表的读数引起的误差和读取数据时带来的误差属于偶然误差,多次测量取平均值可减少偶然误差.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,故A错误;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,不可避免的,故B错误;若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差,故C正确;用U-I图象处理数据求金属丝电阻,可以减小偶然误差,故D正确;故选CD.