某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下:

(1)用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖,由圖可知其長度為 mm;

(2)用螺旋測微器測量其直徑如右上圖,由圖可知其直徑為 mm;

(3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖,則該電阻的阻值約為 Ω。

(4)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:

A.待測圓柱體電阻R

B.電流表A1(量程0~4mA,內阻約50Ω)

C.電流表A2(量程0~10mA,內阻約30Ω)

D.電壓表V1(量程0~3V,內阻約10kΩ)

E.電壓表V2(量程0~15V,內阻約25kΩ) F..直流電源E(電動勢4V,內阻不計)

G.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)

H.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A)

J.開關S K.導線若干

為使實驗誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析,請在右框中畫出測量的電路圖,并標明所用器材的代號。

(5)若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等,由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ= 。(保留2位有效數(shù)字)

(1)50.15 (2)4.700 (3)220

(4)如圖

(5)

【解析】

試題分析:(1)主尺讀數(shù)為50mm,游標上第3條刻度線與主尺對齊,讀數(shù)為3×0.05mm=0.15mm,則長度為50.15mm。

(2)螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為4.5mm,可動刻度讀數(shù)為0.200mm,則直徑為4.700mm。

(3)電阻的阻值R=22×10Ω=220Ω

(4)電源電動勢為4V,電壓表選V1.電阻中最大電流約為Imax≈A=18mA,則電流表選A2,若采用限流接法,所給定的滑動變阻器R1太小,R2太大,都不便于調節(jié),故必須采用分壓接法,滑動變阻器應選擇R1。電路圖如圖所示:

(5)由電阻定律R=ρ,S=πd2,代入解得ρ=0.076Ω?m

考點:伏安法測電阻、測定金屬的電阻率

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B.重力做功都相同

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(2)說明B到C過程壓強變化的微觀原因

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A.R的阻值為1.5Ω

B.電源電動勢為3V,內阻為0.5Ω

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D.電源內部消耗功率為1.5W

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