22.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,部分步骤如下:
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数分别如图甲、乙所示,长度为 mm,直径为 mm。
(2)选用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值约为 ;
(3)为更精确地测量其电阻,可供选择的器材如下:
电流表A1(量程300mA,内阻约为2);
电流表A2(量程l50mA,内阻约为10);
电压表V1量程lV,内阻1000);
电压表V2(量程l5V,内阻约为3000);
定值电阻=1000;
滑动变阻器(最大阻值5);
滑动变阻器(最大阻值l000);
电源(电动势约为4V,内阻约为1);
开关,导线若干。
为了使测量尽量准确,测量时电表读数不得小于其量程的1/3,电压表应选 ,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。(均填器材代号)
根据你选择的器材,请在图丙所示线框内画出实验电路图。
13.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度L,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻R。
(1)请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=______________。(用上述测量的字母表示)
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值为L=__________cm,金属丝直径的测量值为d=__________mm.
22.小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);
开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.正确连接电路,设定电阻箱的阻值较大,合上开关;
C.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
D.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
E.断开开关。
(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图甲所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=___________ mm;
(2)根据以上实验步骤,在图乙中画出实验电路的连线,其中电流表应选择________(填仪器的代号)。
(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距R0最接近的数值为( )
A.5Ω
B.10Ω
C.20Ω
D.25Ω
(4)R-L关系图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率=________(用给定的物理量符号和已知常数表示)
12.某实验小组为了测定某一标准圆柱形导体的电阻率,进行如下实验:
①首先用多用电表进行了电阻测量,主要实验步骤如下:A.把选择开关扳到“×10”的欧姆挡上;B.把表笔插入测试插孔中,先把两根表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻刻度的零位上; C.把两根表笔分别与圆柱形导体的两端相接,发现这时指针偏转较大;D.换用“×100”的欧姆挡进行测量,随即记下欧姆数值;E.把表笔从测试笔插孔中拔出后,将选择开关旋至OFF,把多用电表放回原处.
上述实验中有二处操作错误:
错误一:______________________________________________.
错误二:______________________________________________.
②分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱形导体的长度L和直径d进行测量,结果如图所示,其读数分别是L=________mm,d=_________mm.
③为使实验更准确,又采用伏安法进行了电阻测量,右上图两个电路方案中,应选择 图___________.用实验中读取电压表和电流表的示数U、I和②中读取的L、d,计算电阻率的表达式为ρ=_________.
答案:(1) 50.3 5.310
(2)
(3)V1,A2,。如图所示
(1)游标卡尺读出游标尺零刻度左侧对应的主尺上面毫米的整数部分即50mm,游标尺上面与主尺刻度线对齐的第条即,毫米的整数部分+精确度即最终读数,10分度游标卡尺精确度为0.1mm,所以读数为50mm+3×0.1mm=50.3mm。
螺旋测微器第一部分读数为固定刻度,即5mm,找出可动刻度与主尺对齐的刻度线,估读一位,据图可读出对齐的刻度为31.0,乘以精确度0.01mm再加上固定刻度即最终读数:5mm+31.0×0.01=5.310mm。
(2)欧姆档测电阻为指针对应刻度与倍率的乘积即。
(3)由于电源电压为4V,显然电压表选15V时不满足读数不得小于其量程的1/3的要求,因此只能选V1,而V1量程又太小,而题目中给了一个定值电阻,将定值电阻与电压表串联,装成一个新的电压表,量程为2V,基本满足要求,这样由于电阻值约,因此回路电流最大约100mA左右,因此电流表选A2,为了测量精确,滑动变阻器采分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器选用,电路图电流表采用外接法,如答案图所示。