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在“用伏安法测定一条金属丝(总电阻约10Ω)电阻率”的实验中。 ①某同学用螺旋测...

在“用伏安法测定一条金属丝(总电阻约10Ω)电阻率”的实验中。

①某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示,可读得d_____mm

②他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱ab上,在金属丝上夹上一个小金属夹P,移动金属夹P的位置,从而改变接入电路中金属丝的长度。把这样的装置接入实验电路中,如图乙所示。但他连接线路时却出现了两处错误,请用“×”标在错误的导线上,再用笔画线代替导线给予改正。

____

③闭合开关前,滑动变阻器触头应移至_____(填“左”或“右”)端。闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,以后通过多次改变P点的位置,得到多组UIL的数据,即得到金属丝长L时对应的电阻R.把这多组LR的数据,绘成如图丙所示图线,则该图线斜率表示的物理意义是_____(要求用文字表述)。

④如果图线的斜率k1Ω/m,则该金属丝电阻率ρ_____Ωm.(保留两位有效数字)

 

0.725 左 电阻率与金属丝横截面积之比 4.1×10﹣7 【解析】 ①[1]螺旋测微器读数时要先读整数,再读小数,注意半毫米刻度线,要估读,由图甲所示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5 mm,可动刻度所示为 22.5×0.01 mm=0.230mm, 螺旋测微器的示数为 0.5mm+0.225mm=0.725 mm。 ②[2]如下图所示,为了避免电流表的分压,电流表测量连入电路部分的金属丝两端的电压, ③[3]闭合开关前,滑动变阻器的阻值应该最大,滑动变阻器触头应移至左端,由可知,该图线斜率表示的物理意义是:电阻率与金属丝横截面积之比。 ④根据题意可知 , 故: , 代入数据可得: ρ=4.1×10﹣7Ω•m。  
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考点分析:
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用伏安法测定值电阻R的阻值常用图甲和图乙的电路。

(1)利用图甲电路测量时,由于电压表的内阻不是无穷大,会导致R的测量值____(填偏大偏小);利用图乙电路测量时,电流表的内阻对测量结果也会带来影响。

(2)为了消除电表内阻对实验结果的影响,某同学做法如下:测量R两端的电压时不接入电流表,测量通过R的电流时不接入电压表。你认为这种做法合理吗?请说明理由______

(3)某同学测得一个圆柱体电阻的阻值R约为20Ω,再用游标卡尺(20分度)和螺旋测微器分别测量它的长度和直径,如图丙和丁所示,长度L___mm,直径d___mm,计算该电阻的电阻率的表达式为ρ___(用RLd表示)。

 

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为测定金属丝的电阻率ρ,某同学把一段粗细均匀的金属丝拉直并固定在带有毫米刻度尺的木板上。用多用电表粗测金属丝的电阻Rx约为,实验室有以下器材可选用:

电流表A1(量程300mA,内阻r1=5Ω);

电流表A2(量程600mA,内阻r2约为);

电压表(量程20V,内阻r3约为3kΩ);

滑动变阻器R10-10Ω,额定电流为1A);

滑动变阻器R20-250Ω,额定电流为0.01A);

电源E(电动势3V,内阻较小);

导线、开关若干。

1)如图甲,用螺旋测微器测量金属丝直径d=______mm

2)为准确测出该金属丝的电阻,要求多测几组数据,请帮该同学在方框内(图乙)画出测量该电阻R的电路原理图(标出所用仪器的代号),写出对应的表达式Rx=______,表达式中各物理量的含义:______

3)如果用符号d表示测得金属丝的直径、L表示金属丝的长度、Rx为金属丝电阻值,则该金属的电阻率ρ=______(用dLRx表示结果)。

 

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某实验小组要测量一段金属丝的电阻率.

1)用螺旋测温器测金属丝直径,示数如图甲所示,则金属丝直径为d=__________mm.

2)实验小组成员根据实验室提供的器材,连接成了如图乙所示的电路,闭合电键前将图乙中的滑动变阻器滑片移到最__________(填)端,闭合电键,将滑动变阻器的滑片移到合适的位置,在移动金属夹P的位置,从而改变金属丝接入电路的长度.测得多组电压表示数U、电流表示数I及金属丝接入电路的长度L,作出L图像,如图丙所示,图像不过原点的原因是____________________.如果图像的斜率k=2Ω/m,则该金属丝电阻率ρ= __________Ω·m.(结果保留两位有效数字).

3)若本实验中的操作、读数及计算均正确无误,由于电流表内阻的存在,则电阻率的测量值与真实值相比__________(填偏大”“偏小相等.

 

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水的电阻率是衡量水质的重要指标之一,国标(GB/T)规定纯净水在25℃时电阻率应不低于17Ω·m。某同学为测量25℃时纯净水的电阻率是否达标,用实验测定的器材有:一内径均匀、装有待测纯净水的圆柱形玻璃管(其侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内纯净水的水量,玻璃管两端接有导电活塞,右活塞固定,左活塞可自由移动,活塞电阻可忽略不计),电源(电动势约为3V,内阻不可忽略),电流表A(量程lmA,内阻不计),电阻箱R(最大阻值9999Ω),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。实验电路如图甲所示,步骤如下:

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d

B.向玻璃管内注满纯净水,并用刻度尺测量水柱长度L

C.把S拨到1位置,记录电流表A的示数;

D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电流表示数不变,记录电阻箱的阻值R

E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤CD,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R

F,断开S,整理好器材。

1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=___________cm

2)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的R-L关系图象,则实验测出纯净水的电阻率ρ=___________Ω·m(保留2位有效数字)。

 

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导电玻璃是制造LCD的主要材料之一,为测量导电玻璃的电阻率,某小组同学选取长度L=20.00 cm、截面积为6.0×10-7m2的圆柱体导电玻璃进行实验,用欧姆表粗测该导电玻璃的电阻Rx,发现其电阻约为13.0 Ω

1)为精确测量Rx的阻值,该小组设计了如图甲所示的实验电路,可供使用的主要器材如下:

电源E(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);

电阻箱R0(阻值0~999.9 Ω);

电流表A1(量程0~200 mA,内阻约1.5 Ω);

电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.5 Ω);

滑动变阻器R1(阻值范围0~1 kΩ);

滑动变阻器R2(阻值范围0~20 Ω.

电流表应选用____,滑动变阻器应选用____.(填器材代号)

该小组进行了如下操作:

A.将滑动变阻器的滑片移到最右端,将S1拨到位置1,闭合S2,调节滑动变电阻R,调到合适位置时读出电流表的示数I

B.将S1拨到位置2,调节电阻箱的阻值,当电流表的读数为____时,不再改变,此时电阻箱的数值如图乙所示,可求得导电玻璃的电阻为Rx=____Ω

2)由以上实验可求得该导电玻璃的电阻率ρ=___Ω·m.

 

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