题目内容

【题目】某同学要测量一根金属丝Rx(电阻约6Ω)的电阻率ρ,选用了以下器材:电压表V(量程3V,内阻约3kΩ)、毫安表mA(量程100mA,内阻为1.2Ω)、定值电阻R0(阻值为0.24Ω)、滑动变阻器R(0-15Ω)、学生电源E(电动势为3V,内阻不计)、开关S、导线若干。

(1)该金属丝接入电路的有效长度为0.50m。他用如图甲所示的螺旋测微器测量金属丝的直径。测量时,当转动旋钮至小砧、测微螺杆与金属丝将要接触时,应调节旋钮______(选填“B”、“C”或“D”)直到发出“喀喀”声时停止;某次的测量结果如图乙所示,其读数为______mm。

(2)为了准确测出金属丝的电阻,该同学设计了以下四种方案,其中最合理的是______。

A. B.

C. D.

(3)该同学利用最合理的实验方案进行实验,在某次实验中电压表V读数为1.80V,毫安表mA读数为60mA,则利用以上这些测量数据可求得金属丝的电阻率为______Ωm(保留2位有效数字)。

(4)该同学在测量金属丝的电阻时,利用多次实验得到的电压表和电流表读数,描点并作出U—I图线,从而求得金属丝的电阻,这种做法的好处是______。

【答案】D 0.500 A 1.9×10-6 能减小偶然误差

【解析】

(1)[1]测微螺杆与金属丝将要接触时,要通过D进行微调;

[2]图乙所示,主尺读数为0.5mm,分度尺读数为0.000mm,故螺旋测微器读数为0.5mm+0.000m=0.500mm。

(2)[3]没有特别要求,且电压表量程大于电源电动势,故滑动变阻器采用限流式接法;电流表量程较小,需要并联一个电阻R0,而成为大量程的电流表,为避免电压表分流,最佳方案为A,故选A。

(3)[4]根据A原理图和欧姆定律知

根据电阻定律知

两式联立,代入数据解得:

ρ=1.9×10-6Ωm

(4)[5]根据图像法求电阻和多次测量求平均值的效果一样,减小偶然误差;系统误差是由实验设计决定的,故在不改变实验设计的情况下,系统误差不会减小。

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