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某实验室中有一捆铜电线,实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度....

某实验室中有一捆铜电线,实验小组的同学想应用所学的电学知识来测量这捆电线的长度.他们设计了如图甲所示的电路来测量这捆电线的电阻Rx,图中ab之间连接这捆电线;V1V2可视为理想电压表:R为阻值范围为0999.0的电阻箱;E为电源;R0为定值电阻;S为开关.采用如下步骤完成实验:

(1)先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d,如图乙所示,则d=___________mm

(2)按照图甲所示的实验原理线路图,将实物电路连接好;

(3)将电阻箱R调节到适当的阻值,闭合开关S,记下此时电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、电压表V2的示数U2,则这捆电线的阻值表达式为Rx=___________(RU1U2表示)

(4)改变电阻箱的阻值R,记下多组RU1U2的示数,计算出每一组的值,作出图像如图丙所示,利用图像可求得这捆电线的电阻Rx=___________Ω

(5)已知这捆电线铜材料的电阻率为ρ=2.00×108Ω·m,则这捆铜电线的长度为L=___________m(结果保留三位有效数字)

 

1.200 2.6 1.47×102 【解析】 (1)铜电线的直径d为. (3)通过铜线的电流为. (4)整理可得.由图象可得斜率. (5)由电阻定律可得  
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考点分析:
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某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值,实验过程如下:

1)先用多用电表粗测电阻Rx的阻值,将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡,调零后经测量,指针位置如图所示,电阻Rx的阻值为______

2)为了尽可能精确测量其内阻,除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:

A.电压表V1(量程01V,内阻约3kΩ

B.电压表V2(量程010V,内阻约100 kΩ

C.电流表A1(量程0250μA,内阻Ω

D.电流表A2(量程00.6A,内阻约0.125Ω

E.滑动变阻器R0(阻值范围010Ω,额定电流2A

F.定值电阻R1(阻值R1=400Ω

G.电源E(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)

①电压表选用________,电流表选用_____________(填写器材的名称)

②请选用合适的器材,在方框中画出实验电路图,标出所选器材的符号。________

③待测Rx阻值的表达式为Rx=_______。(可能用到的数据:电压表V1V2示数分别为U1U2;电流表A1A2的示数分别为I1I2

 

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如图是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L.

(1) 根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示.

2)在接通电路前,为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最    端(填).

在电路调试时,该同学发现:闭合开关S1后,单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180μA;单刀双掷开关S2接到b 接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164μA.正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S2应接到    点(填“a”“b”).

(3)该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ=                (R0Ld等表示).

 

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一细而均匀的导电材料,截面为同心圆环,如图1所示,此材料长约3cm,电阻约为100,已知这种材料的电阻率为.欲测量该样品的内径,但内径太小,无法直接测量。现提供以下实验器材:

A.20分度的游标卡尺;

B.螺旋测微器;

C.电流表A1(量程50mA,内阻r1=100Ω)

D.电流表A2(量程100mA,内阻r2约为40Ω)

E.滑动变阻器R1(010Ω,额定电流2A)

F.直流电源E(电动势为12V,内阻很小)

G.上述导电材料R2(长约为3cm,电阻约为100Ω)

H.开关一只,导线若干。

请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:

(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数L=______cm,用螺旋测微器测得该样品的外径如图3所示,其示数D=__________mm.

(2)4是实验测量电路一部分,为了多测几组数据,请在图上补全测量电路(所需仪器在题中给的器材中选取,用常用的电路符号代替)____________.

(3)为了得到样品的内径d,实验中还需要得到的一组测量值是______________(用字母表示且要说明相应字母的含义).

(4)用已知的物理量字母和所测得的物理量的字母表示样品的内径d=_____________.

 

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为了测定金属丝的电阻率,某实验小组将一段金属丝拉直并固定在米尺上,其两端可作为接线柱,一小金属夹夹在金属丝上,且可在金属丝上滑动.请完成以下内容.

(1)某次用螺旋测微器测该金属丝的直径,示数如图甲所示,则其直径d____mm

(2)实验中先用欧姆表测出该金属丝的阻值约为

(3)准备的实验器材如下:

A.电压表V(量程0~3 V,内阻约20 kΩ)

B.定值电阻10Ω

C.定值电阻100Ω

D.蓄电池(电动势约12 V,内阻不计)

E.开关S一只

F.导线若干

实验小组利用上述器材设计并完成实验.实验中通过改变金属夹的位置进行了多次测量,在实验操作和测量无误的前提下,记录了金属丝接入电路中的长度l和相应的电压表的示数U,并作出了的关系图像,如图乙所示.根据题目要求,在图丙所示的虚线框内完成设

计的实验电路图.其中定值电阻R应选____(“B”“C”);金属丝电阻率的表达式____________________(abcdR表示)

 

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有一根细长而均匀的金属管线样品,长约60cm,电阻约为,横截面如图甲所示。

(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为_______mm

(2)现有如下器材:

A.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω

B.电流表(量程3A,内阻约0.03Ω

C.电压表(量程3V,内阻约3kΩ

D.滑动变阻器(1750Ω0.3A

E.滑动变阻器(15Ω3A

F.蓄电池(6V,内阻很小)

G.开关一个,带夹子的导线若干

要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选______,滑动变阻器应选_______。(只填代号字母)

(3)请将图丙所示的实际测量电路补充完整。_________

(4)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是______。(所测物理量用字母表示并用文字说明)。计算中空部分横截面积的表达式为S=_______。(用字母填写表达式)

 

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