题目内容

在做《测金属丝的电阻率》的实验时，如实验时测得电阻丝的直径为d，长度为L，外加电压为U时流过电阻丝的电流强度为I，则该金属的电阻率ρ=
πd2U
4IL
πd2U
4IL
．用螺旋测微器测电阻丝的直径时示数如图所示，则该电阻丝的直径为
1.584（1.583～1.585）
1.584（1.583～1.585）
mm．
分析：（1）根据欧姆定律和电阻定律推导金属的电阻率表达式．
（2）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．
解答：解：（1）根据欧姆定律有：R=
U
I
… ①
根据电阻定律有：R=ρ
L
S
…②
S=π
d2
4
…③
联立①②③得：ρ=
πd2U
4IL
．
（2）螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为：0.01×8.4mm=0.084mm，所以最终读数为：1.5mm+0.084mm=1.584mm，由于需要估读，在范围内1.583～1.585mm内均正确．
故答案为：（1）
πd2U
4IL
，（2）1.584（1.583～1.585）．
点评：本题考查了螺旋测微器的读数以及测量金属丝电阻率的原理，都是基础知识点，难度不大．
练习册系列答案
相关题目
用一段长为80cm的金属丝做“测金属丝电阻率”的实验．
（1）用多用电表粗测金属丝的电阻，结果如图甲所示，由此可知此金属丝的电阻为
6
6
Ω
（2）用螺旋测微计测量金属丝的直径，结果如图乙所示，则该金属丝的直径为
0.933-0.935
0.933-0.935
mm
（3）用电压表和电流表测量金属丝的电阻时，提供了下列可供悬着的器材
A．直流电源（电动势约为4.5V，内阻很小）
B．电压表（量程为3V，内阻约为3kΩ）
C．电压表（量程为15V，内阻约为15kΩ）
D．电流表（量程为0.6A，内阻约为0.125Ω）
E．电流表（量程为3A，内阻约为0.025Ω）
F．滑动变阻器（阻值范围为0～15Ω，最大允许电流为1A）
G．开关、导线若干
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择
B
B
，电压表应选择
D
D
．（填字母代号）
（4）根据以上的器材，在图丙中用笔画线代替导线完成实验电路图的连接．
（2010?海淀区一模）I． 如图1所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．
①下列说法中不符合本实验要求的是
A
A
．（选填选项前面的字母）
A．入射球比靶球质量大或者小均可，但二者的直径必须相同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时末端必须水平

D．需要的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为
.
BM
、
.
OP
和
.
ON
．已知入射球的质量为m1，靶球的量为m2，则需验证的以上各量间的关系式是
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
．
II．用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验．
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图③所示，读数为
0.935
0.935
mm．
②用多用电表的欧姆挡粗测电阻丝的电阻，结果如图②所示，阻值约为
6
6
Ω．
③在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：
A．直流电源（电动势约为4.5V，内阻很小）
B．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
C．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）
D．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）
E．电流表（量程0～3A，内阻约0.025Ω）
F．滑动变阻器（阻值范围0～15Ω，额定电流1A）
G．滑动变阻器（阻值范围0～500Ω，额定电流2A）
H．开关、导线．
要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择
D
D
，电压表应选择
B
B
，滑动变阻器应选择
F
F
．（填字母代号）
④根据上面选择器材，完成图④中实验电路的连接．
（2012?昌平区二模）（1）某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”，如图1示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在小车的后面连接纸带，通过打点计时器记录小车的运动情况，小车中可以放置砝码．请把下面的实验步骤补充完整．
实验主要步骤如下：
①测量
小车
小车
、砝码和拉力传感器的总质量M，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，将纸带连接小车并通过打点计时器，正确连接所需电路．
②将小车停在C点，在释放小车
之前
之前
（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点，记录细线拉力．
③在小车中增加砝码，或减少砝码，重复②的操作．
④处理数据．
实验结果发现小车动能的增加量△Ek总是明显小于拉力F做的功W，你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（2）小明同学为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲）中读出金属丝的长度L=
190.0
190.0
mm．
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙）中读出金属丝的直径D=
0.680
0.680
mm．
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙）中读出金属丝的电阻R=
220
220
Ω．
④接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）
C．电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）
D．电压表V1（量程0～3V，内阻10kΩ）
E．电压表V2（量程0～15V，内阻25kΩ）
F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝Rx，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选
C
C
，电压表应选
D
D
，滑动变阻器应选
F
F
．（用器材前的字母表示即可）
⑤用图3示的电路进行实验测得Rx，实验时，开关S2应向
1
1
闭合（选填“1”或“2”）．
⑥请根据选定的电路图，在如图4示的实物上画出连线（部分线已画出）．

⑦（多选）在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中，错误的是
AF
AF
．
A．先用米尺测出金属丝的长度，再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直；
B．用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D各三次，求平均值
.
D
；
C．打开开关，将选好的实验器材按图3接成实验电路；
D．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的示数，读出并记下这组数据；
E．改变滑动变阻器的滑键位置，重复进行实验，测出6组数据，并记录在表格中；
F．分别计算出电流平均值（
.
I
）和电压的平均值（
.
U
），再求出电阻的平均值
.
R
=
.
U
.
I
；
G．根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．
⑧设金属丝的长度为L（m），直径的平均值为
.
D
（m），电阻的平均值为
.
R
（Ω），则该金属丝电阻率的表达式为ρ=
πD2R
4L
πD2R
4L
．
（1）利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图a所示，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热线P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO′=h（h＞L）．
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①将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O′C=s，则小球做平抛运动的初速度为v0=
 
．
②在其他条件不变的情况下，若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，小球落点与O'点的水平距离s将随之改变，经多次实验，以s2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图b所示图象．则当θ=30°时，s为
 
m；若悬线长L=1.0m，悬点到木板间的距离OO′为
 
m．
（2）某学校实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管．已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ω?m．课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．
①他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第II步操作）
Ⅱ．
 
；
Ⅲ．把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图c所示．
②根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图d的A、B、C、D四个电路中选择
 
电路来测量金属丝电阻；
③他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图e所示，金属丝的直径为
 
mm；
④根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为
 
m．（结果保留两位有效数字）
⑤用电流表和电压表测量金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．按如图f所示的电路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进行实验的主要操作步骤是：
第一步：先将R2的滑动头调到最左端，单刀双掷开关S2向1闭合，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些（在不超过量程的情况下），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1．
第二步：保持两滑动变阻器滑动头位置不变，将单刀双掷开头S2向2闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2．
请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx=
 
．

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