19.在“探究決定導(dǎo)體電阻的因素”實驗中,一學(xué)生將長為S的金屬絲緊密地并排繞制成一個線圈(只繞一層),記下繞制的圈數(shù)n,按照下如圖1的方式用刻度尺測得線圈的長度為L=1.95cm.用多用電表估測其電阻如圖2所示(使用“×1”檔),線圈的電阻讀數(shù)為13Ω(電阻讀數(shù)保留兩位有效數(shù)字).為了更加準(zhǔn)確測定出線圈的電阻,請你從下列器材中選出一些,連成電路進行測量.

實驗器材:
A.電阻絲Rx
B.電壓表,量程6V,內(nèi)阻極大.
C.電流表,量程3A,內(nèi)阻約3.2Ω.
D.電流表,量程0.6A,內(nèi)阻約2.2Ω.
E.滑動變阻器R,最大阻值5Ω,額定電流為3A
F.電源E,電動勢為12V,內(nèi)阻不計
G.開關(guān)S         H.導(dǎo)線若干
請你設(shè)計出測量電路,在如圖3所示的線框中畫出電路圖,并標(biāo)明所用器材對應(yīng)符號.在某次測量中,電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,計算電阻率的公式為ρ=$\frac{Uπ{L}^{2}}{4{n}^{2}IS}$(用前面的字母U,I,L,S,n及π表示)

分析 由刻度尺的讀數(shù)方法可讀出線圈的長度,注意起點不是零,及有估計值;
用歐姆表測電阻的讀數(shù)為指針示數(shù)乘以倍率,當(dāng)指針指在中央附近時測量值較準(zhǔn)確;
電路分為測量電路和控制電路兩部分.測量電路采用伏安法.根據(jù)電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數(shù)關(guān)系,選擇電流表外接法.變阻器若選擇R2,估算電路中最小電流,未超過電流表的量程,可選擇限流式接法.
根據(jù)歐姆定律與電阻定律,結(jié)合圓面積公式,即可求解.

解答 解:毫米刻度尺最小分度為1mm;故線圈的長度為7.95-6.00=1.95cm;
該電阻的阻值約為:13×1Ω=13Ω.
電源電動勢為12V,故電壓表應(yīng)選V1
電阻中最大電流約為Imax≈$\frac{E}{{R}_{A}+R}$=$\frac{12}{13+2.2}$=0.79A,則電流表應(yīng)選A2;
因待測電阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,電流表應(yīng)選外接法;又滑動變阻器最大阻值小于待測電阻值,故變阻器應(yīng)用分壓式接法,電路圖如圖所示:
根據(jù)歐姆定律Rx=$\frac{U}{I}$
及電阻定律Rx=ρ$\frac{L}{S}$、S=$\frac{π}{4}(\frac{L}{2n})^{2}$
解得:ρ=$\frac{Uπ{L}^{2}}{4{n}^{2}IS}$.
故答案為:1.95(1.90到2.00); 13;如上圖所示;ρ=$\frac{Uπ{L}^{2}}{4{n}^{2}IS}$.

點評 測量電阻最基本的原理是伏安法,電路可分為測量電路和控制電路兩部分設(shè)計.測量電路要求精確,誤差小,可根據(jù)電壓表、電流表與待測電阻阻值倍數(shù)關(guān)系,選擇電流表內(nèi)、外接法.控制電路關(guān)鍵是變阻器的分壓式接法或限流式接法.在兩種方法都能用的情況下,為了減小能耗,選擇限流式接法.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖,橫截面積為5cm2的水柱以10m/s的速度垂直沖到墻壁上,已知水的密度為1×103kg/m3,假設(shè)水沖到墻上后不反彈而順墻壁流下,則墻壁所受水柱沖擊力為( 。
A.5×105NB.50NC.5×103ND.5×102N

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.以下說法中,正確的是(  )
A.${\;}_{92}^{238}U$衰變成${\;}_{82}^{206}Pb$要經(jīng)過6次β衰變和8次α衰變
B.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因為這束光的光強太小
C.原子核發(fā)生一次β衰變時,其內(nèi)部的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋質(zhì)子和一個電子
D.β射線與γ射線一樣是電磁波,穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線強

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準(zhǔn).待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖1所示,其讀數(shù)應(yīng)為0.398mm(該值接近多次測量的平均值).

(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為:電池組(電動勢3V,內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0~20Ω,額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)12345678
U/V00.10.30.711.51.72.3
I/A00.020.060.160.220.340.460.52
由以上實驗數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用圖2中的甲圖(選填“甲”或“乙”).

(3)圖3是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)所選的電路圖,補充完成下圖中實物間的連線.
(4)這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖3實所示,圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點.請在圖4中標(biāo)出第3、5、7次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點,并描繪出UI圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=4.5Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為C(填選項前的符號).
A.1×10-2Ω•m    B.1×10-3Ω•m       C.1×10-6Ω•m      D.1×10-8Ω•m.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.一顆衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運動,A、B是衛(wèi)星運動的遠(yuǎn)地點和近地點.下列說法中正確的是( 。
A.衛(wèi)星在A點的角速度大于B點的角速度
B.衛(wèi)星在A點的加速度小于B點的加速度
C.衛(wèi)星由A運動到B過程中動能減小,勢能增加
D.衛(wèi)星由A運動到B過程中引力做正功,機械能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖1所示,月球繞地球做勻速圓周運動,其軌道半徑為60R,周期約為28天,人造衛(wèi)星沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動,此橢圓的長軸為90R,則此人造衛(wèi)星從近地點第一次運動到遠(yuǎn)地點所需的時間約為( 。
A.9天B.21天C.23天D.24天

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11.在2015年9月3日抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵中,20架直升機組成數(shù)字“70”字樣飛過天安門上空.如圖所示,為了使領(lǐng)航的直升機下懸掛的國旗不致上飄,在國旗的下端懸掛了重物,假設(shè)國旗與懸掛物(可看成一個物體)的質(zhì)量為m,直升機的質(zhì)量為M,直升機水平勻速飛行,在飛行過程中,懸掛國旗的細(xì)線始終與豎直方向的夾角為α.以下說法正確的是( 。
A.紅旗受到2個力的作用B.細(xì)線的拉力大于 mg
C.空氣對國旗的阻力大小為mgcosαD.空氣給直升機的力方向豎直向上

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.核反應(yīng)方程${\;}_4^9Be+{\;}_2^4He→{\;}_6^{12}C+X$中的X表示( 。
A.中子B.電子C.α粒子D.質(zhì)子

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.萬有引力定律是科學(xué)史上最偉大的定律之一,利用它我們可以進行許多分析和預(yù)測.2016年3 月8 日出現(xiàn)了“木星沖日”.當(dāng)?shù)厍蛭挥谔柡湍拘侵g且三者幾乎排成一條直線時,天文學(xué)家稱之為“木星沖日”.木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運動,木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5 倍.下列說法正確的是(  )
A.木星運行的加速度比地球的大
B.木星運行的周期比地球的小
C.下一次的“木星沖日”時間肯定在2017 年
D.下一次的“木星沖日”時間肯定在2018 年

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