问题 问答题

有一金属电阻丝的阻值约为20Ω,现用以下实验器材测量其电阻率:

A.电压表V1(量程0~15V,内阻约15kΩ)

B.电压表V2(量程0~3V,内阻约3kΩ)

C.电流表A1 (量程为0~0.6A,内阻约为0.5Ω)

D.电流表A2(量程为0~50mA,内阻约为10Ω)

E.滑动变阻器R1(阻值范围0~1kΩ,允许最大电流0.2A)

F.滑动变阻器R2(阻值范围0~20Ω,允许最大电流1.0A)

G.螺旋测微器

H.电池组(电动势3V,内电阻0.5Ω)

I.开关一个和导线若干

(1)某同学决定采用分压式接法调节电路,为了准确地测量出电阻丝的电阻,电压表选______,电流表选______,滑动变阻器选______(填写器材前面的字母);

(2)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图a所示,该电阻丝直径的测量值d=______mm;

(3)如图b所示,将电阻丝拉直后两端分别固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,其间有一可沿电阻丝滑动的触头P,触头的上端为接线柱c.当按下触头P时,它才与电阻丝接触,触头的位置可在刻度尺上读出.实验中改变触头与电阻丝接触的位置,并移动滑动变阻器的滑片,使电流表A示数I保持不变,记录对应的电压表读数U.

该同学的实物连接如图c所示,他的连线是否正确,如果有错,在连接的导线上打“×”并重新正确连线;如果有导线遗漏,请添加导线,完成正确的实物连接图.

(4)利用测量数据描点作出U-L图线,如图d所示,并求得图线的斜率k.用电阻丝的直径d、电流I和斜率k表示电阻丝的电阻率ρ=______.

答案

(1)电源电压为3V,所以电压表选择B,电路最大电流约为I=

E
R+r
=
3
20+0.5
=0.15A,所以电流表选择C,为方便实验操作,滑动变阻器的范围不能过大,应选F;

(2)由图示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0mm,可动刻度示数为18.5×0.01mm=0.185mm,螺旋测微器示数为0mm+0.185mm=0.185mm.

(3)图中接法错误,电压表和电流表不能串联接入电路,正确接法如图所示:

(4)根据欧姆定律得:U=IR

根据电阻定律得:R=ρ

L
S
L
(
d
2
)
2

联立解得:U=

4ρI
πd2
L

则斜率k=

4ρI
πd2

解得:ρ=

kπd2
4I

故答案为:(1)B、C、F

(2)0.185;

(3)图中接法错误,正确接法如图所示:

(4)

kπd2
4I

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