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為測量某金屬絲的電阻率,小明同學設計了如圖1甲、乙所示的兩種實驗方案,已知電源的電動勢E和內(nèi)阻r在實驗過程中保持不變。
(1)小明先進行了如圖1甲方案的測量。
①他首先利用游標卡尺和螺旋測微器分別測出甲、乙兩根不同金屬絲的直徑,示數(shù)分別如圖2甲、乙所示。則兩根金屬絲直徑的測量值分別為:d=
1.75
1.75
mm、d=
0.547
0.547
mm。
②實驗過程中,小明先將甲金屬絲接入電路,并用米尺測出接入電路中的甲金屬絲的長度l=50.00cm。閉合開關后移動滑動變阻器的滑片分別處于不同的位置,并依次記錄了兩電表的測量數(shù)據(jù)如表格所示,其中5組數(shù)據(jù)的對應點他已經(jīng)標在如圖3A所示的坐標紙上,請你標出余下一組數(shù)據(jù)的對應點,并畫出U-I圖線。
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6
U/V 0.90 1.20 1.50 1.80 2.10 2.40
I/A 0.18 0.24 0.31 0.37 0.43 0.49
③該方案測得的甲金屬絲的電阻率ρ=
2.3×10-5
2.3×10-5
Ω?m(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
(2)小明又用如圖2乙方案測量乙金屬絲的電阻率,實驗中他可以通過改變接線夾(即圖乙中滑動變阻器符號上的箭頭)接觸金屬絲的位置以控制接入電路中金屬絲的長度。
①實驗操作步驟:
a.正確連接電路,設定電阻箱的阻值,閉合開關;
b.讀出電流表的示數(shù),記錄接線夾的位置;
c.斷開開關,測出接入電路的金屬絲的長度;
d.閉合開關,重復b、c的操作。
②根據(jù)測得電流與金屬絲接入長度關系的數(shù)據(jù),繪出如圖3B所示的關系圖線,由圖可以算出圖線的斜率為k,若已測得乙金屬絲的直徑為d,已知電源的電動勢E、內(nèi)阻r,則乙金屬絲的電阻率為
k
E
π
d
2
4
k
E
π
d
2
4
(寫出電阻率的計算式)。
(3)電表的內(nèi)阻可能對實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,請你分別就這兩種方案說明電表內(nèi)阻對電阻率測量的影響:圖甲方案電阻率測量值
大于
大于
真實值;圖乙方案電阻率測量值
等于
等于
真實值(選填“大于”“小于”或“等于”)。
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【答案】1.75;0.547;2.3×10-5
k
E
π
d
2
4
;大于;等于
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/11/8 8:0:1組卷:20引用:1難度:0.5
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  • 1.李老師想設計一個測量金屬棒電阻率的實驗方案,實驗室提供的器材有
    A.電壓表V(內(nèi)阻RV=1000Ω,量程為2.5V)
    B.電流表A1(內(nèi)阻r1=0.4Ω,量程為0.6A)
    C.電流表A2(內(nèi)阻r2=10Ω,量程為3mA)
    D.定值電阻R1=3000Ω
    E.定值電阻R2=300Ω
    F.滑動變阻器RL(最大電阻為5Ω)
    G.電池組(電動勢9V,內(nèi)阻忽略不計)
    H.待測金屬棒(阻值約為Rx=20Ω)
    I.一個開關和導線若干
    J.螺旋測微器,游標卡尺
    (1)如圖甲,用螺旋測微器測金屬棒直徑d=
    mm;如圖乙,用20分度游標卡尺測金屬棒長度為L=
    cm。
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    (2)請根據(jù)提供的器材,將圖丙的實驗電路補充完整,要求測量多組數(shù)據(jù),測量范圍盡量大些,并且盡可能精確測量金屬棒的阻值,在圖丙標出所選器材符號及定值電阻符號。
    (3)金屬棒長為L,橫截面積為S,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,則金屬棒電阻率的表達式為ρ=
    (需考慮電表內(nèi)阻,用所選電表示數(shù)的符號及本問所給物理量表示)

    發(fā)布:2024/11/3 8:0:2組卷:19引用:1難度:0.5
  • 2.超導是當今材料科學研究的重點,某大學超導實驗室研制成功了釔鋇銅氧(YBCO)超導線材,該線材在94K時,將呈現(xiàn)超導特征,但常溫下,仍然為一般導體.實驗小組為了測量常溫下YBCO線材的電阻率;
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    ①如圖1,用多用電表×1Ω擋粗測其電阻為6Ω,用螺旋測微器測其直徑為
    mm,游標卡尺測其長度是
    mm.
    ②實驗室還備有實驗器材如下:
    A.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約為15kΩ)
    B.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約為75kΩ)
    C.電流表A1(量程3A,內(nèi)阻約為0.2Ω)
    D.電流表A2(量程600mA,內(nèi)阻約為1Ω)
    E.滑動變阻器R1(0~5Ω,0.6A)
    F.滑動變阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
    G.輸出電壓為3V的直流穩(wěn)壓電源E
    H.電阻箱
    I.開關S,導線若干
    如圖2,為了減小實驗誤差,需進一步測其電阻而采用伏安法,則上述器材中應選用的實驗器材有(填代號)
    .請在圖3方框內(nèi)設計最合理的電路圖并實物連線.用該電路電阻的測量值
    真實值(選填大于、等于或小于).如果YBCO超導線材直徑為D,長度為L,所測電壓為U,電流為I,電阻率大小為(用字母表示)

    發(fā)布:2024/11/5 8:0:2組卷:93引用:6難度:0.7
  • 3.某同學測量一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率,步驟如下:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)用10分度的游標卡尺測量其長度如圖甲所示,可知其長度為
    cm;
    (2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,可知其直徑為
    mm;
    (3)用如圖丙所示的電路測量其電阻,正確連線后,合上開關S,將滑動變阻器的滑片P移至某位置時,電壓表的示數(shù)U=2.60V時,電流表的示數(shù)如圖丁所示,已知電流表的內(nèi)阻為
    1
    8
    Ω
    ,此段圓柱體的電阻為
    Ω,該材料的電阻率為
    Ω?m。(結果均保留兩位有效數(shù)字)

    發(fā)布:2024/9/21 19:0:8組卷:132引用:6難度:0.5
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