212实验测定金属的电阻率同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器.docx
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212实验测定金属的电阻率同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器
2-12实验:
测定金属的电阻率(同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器)
基础夯实
1.(2011·滨州模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中,由ρ=
可知,对实验结果的准确性影响最大的是( )
A.导线直径d的测量 B.电压U的测量
C.电流I的测量D.导线长度的测量
答案:
A
解析:
四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方,A正确。
2.在做“测定金属的电阻率”实验时,下列操作正确的是( )
A.若待测金属导线是漆包线,应该用火烧去表面漆皮,轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径,千万不可用小刀去刮漆皮,而两端接头部分则用纱布打磨干净,以保证电路接触良好
B.用米尺反复测量三次导线的总长度,求出平均值L,然后将导线接入测量电路中
C.估计待测金属导线的总长,选择合适的仪器和实验电路
D.合上开关S,不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值,记录几组对应的电流和电压数值,计算出导线的总电阻
答案:
A
解析:
用米尺反复测量三次接入电路中的导线的长度而不是总长度,B、C错;闭合开关前,滑动变阻器的有效阻值处于最大,合上开关S后逐步减小滑动变阻器接入电路的有效阻值,D错。
3.在测量金属丝电阻率的实验中,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,在测量其电阻时应选择的电路是( )
答案:
D
4.用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时,螺旋测微器上的示数如图所示,图(a)的读数是________mm,图(b)的读数是________mm
答案:
8.471 6.570
解析:
本题关键是判断主尺上的半毫米刻度线是否露出,图(a)中,副尺的零刻度在主尺的刻度线以上,说明副尺旋转不满一周,所以半刻度线未露出,读数应为:
8+0.01×47.1=8.471(mm)
图(b)中,副尺的零刻度在主尺的刻度线以下,说明副尺旋转已超过一周,半刻度线已露出,读数为:
6.5+0.01×7.0=6.570(mm)
5.
(1)某实验中需要测量一根金属丝的直径(约0.5mm),为了得到尽可能精确的测量数据,应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺(游标尺上有10个等分刻度)中,选择________进行测量。
(2)用游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)测定某工件的宽度时,示数如图所示,此工件的宽度为________mm。
答案:
(1)螺旋测微器
(2)23.22
解析:
(1)钢丝的直径约0.5mm,而游标卡尺精度才0.1mm,螺旋测微器精度可达0.01mm,故应选择螺旋测微器进行测量。
(2)由于50分度的游标卡尺精度为0.02mm,即每一小格代表0.02mm,主尺上毫米数为23mm,游标尺第11格与主尺刻度对齐,故有0.22mm,所以,工件宽度为23.22mm。
6.在“测定金属的电阻率”的实验中,所用的电阻丝Rx的阻值约为3Ω,变阻器最大阻值为20Ω,电源电压为3V,电源内阻不计,则:
(1)电压表的量程应选用________,电流表的量程应选用________。
(2)画出实验电路图。
答案:
(1)0~3V 0~0.6A
(2)见解析图
解析:
(1)由于电源的电动势为3V,所以电压表量程应选0~3V,在实验中电流不能太大,电流表量程应选0~0.6A。
(2)由于Rx≈3Ω,为小电阻,故用电流表外接法,变阻器R>Rx,故采用滑动变阻器限流接法,如图所示。
7.(2011·贵阳高二检测)在“测定金属丝电阻率”的实验中,需要测出其长度L、直径d和电阻R。
(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲,则金属丝的直径为________mm。
(2)若用图乙测金属丝的电阻,则测量结果将比真实值________.(选填“偏大”或“偏小”)
(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图,则电压表的读数为________V,电流表的读数为________A,所测金属丝的电阻为________Ω。
答案:
(1)0.697(0.696、0.698也对)
(2)偏小
(3)2.60 0.52 5
解析:
(1)螺旋测微器的读数为(0.5+0.01×19.7)mm=0.697mm(0.696mm,0.698mm也对)
(2)图乙中电流表采用外接法,故测量值偏小。
(3)电压表精度为0.1V,其读数为2.60V;电流表精度为0.02A,其读数为0.52A,R=
=5Ω。
能力提升
1.(2012·德阳外国语学校高二检测)用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ。
某同学所用实验电路如图所示。
给定电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。
(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用直尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图所示。
由图可知其长度为________cm,直径为________mm。
(2)闭合电键后,发现电流表示数为零、电压表示数与电源电压相同,则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。
(3)对照电路的实物连接请在虚线框内画出正确的电路图。
(4)下图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请在图中作出U-I图线。
(5)求出的电阻值R=________Ω(保留3位有效数字)
(6)请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ=________。
答案:
(1)59.40(59.39~59.41) 0.434(0.433~0.435)
(2)待测金属丝 (3)电路图如图所示
(4)U-I图线如图所示
(5)5.88Ω (6)
解析:
(1)直尺的读数为59.40cm。
螺旋测微器的读数为0.434mm。
(2)电流表示数为零,说明出现断路,电压表示数与电源电动势相同,说明待测金属丝发生断路。
(3)见答案图。
(4)作U-I直线,舍去左起第2点,其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。
(5)在图线上取一特殊点,读出U、I值,则Rx=
=
Ω=5.88Ω
(6)由ρ=Rx
和S=
得ρ=
。
2.(2011·黄冈模拟)某同学在做“自来水电阻率的测定”课题时,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极,用如图甲所示电路进行测量,两电极相距L=0.700m,其间充满待测的自来水,所需器材如下:
电压表:
量程15V,内阻约30kΩ
电流表:
量程300μA,内阻约50Ω
滑动变阻器:
100Ω,1A
电池组:
电动势E=12V,内阻r=6Ω
单刀单掷开关一个、导线若干
下表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据。
U/V
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
I/μA
22
65
109
155
190
240
实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图乙所示。
根据以上材料请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为________cm;
(2)根据表中数据在如图所示的坐标中作出U-I图象,根据图象求出电阻R=________Ω;
(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是________,测量值为________Ω·m(保留两位有效数字);
(4)请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图。
答案:
(1)3.080
(2)4.6×104 图象见解析
(3)ρ=
49
(4)电路如图所示
解析:
(1)由题图乙可知,游标卡尺的读数为3.080cm,即玻璃管内径d的测量值为3.080cm。
(2)将表中数据在题图坐标中描点后,作出U-I图线如图所示,图线的斜率就是玻璃管内水的电阻,由图可得R=
=4.6×104Ω(只要在4.3×104~4.9×104Ω均可)。
(3)根据电阻定律R=ρ
=ρ
,可得用直接测量的物理量计算自来水电阻率的公式是ρ=
将测得的数据代入上式可得:
ρ=
Ω·m
=49Ω·m(在49±3Ω·m均可)
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- 212 实验 测定 金属 电阻率 同时 练习 使用 游标卡尺 螺旋 测微器
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