测导体电阻率实验

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测导体电阻率实验

35

图 1

40 45 测定金属的电阻率 2012-北京卷

21、(18分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm 。

(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图1所示,其读数应为 m (该值接近多次测量的平均值)

解析:固定刻度读数为0,可动刻度读数为39.7,所测长度为0+39.7×0.01=0.397mm.(0.395~0.399)。

(2)用伏安法测金属丝的电阻R X ,实验所用器材为:

电池组(电动势为3V ,内阻约为1Ω), 电流表(内阻约为0.1Ω),

电压表(内阻约为3k Ω), 滑

U/

2.5

V

A

R x

R

S

E

r 乙

V

A

R x

R

E r

S

动变阻器R (0~20Ω,额定电流为2A ) 开关,导线若干。某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

由以上实验数据可知,他们测量R X 是采用下图

中的图 (选填“甲”或“乙”)

解析:由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电

阻R x 约5Ω。则有501.05

==

A

x

R

R ,6005

3000

==

x

V R

R

比较R x

为小电阻应该采用外接法测量误差小。由(3)知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压电流从接近0开始调节,所以应该采用分压接法(甲)。

(3)下图是测量R X 的实验器材实物图,图中已

次数 1 2 3 4 5 6 7 U /V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I /A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

V

A

经连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端,请根据上图所选的电路图,补充完成下图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

解析:注意连图时连线起点和终点在接线柱上并且不能交叉,结合(2)可知应该连接成外接分压接法(甲)那么在连线时断开开关且使R x 两端的电压为0。先连外接法(线1)再连分压法(线2和3),此时滑片P 必须置于变阻器的左端。

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系,如下图所示,图中已经标出了与测量数据相

对应的四个点,请在下图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U -I 图线,由图线得到金属丝的阻值R X = Ω(保留两位有效数字)。

解析:描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去,然后作出U -I 图线。其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U -I 图线上,有5.4220

.000

.1==

x

R

Ω(4.3~4.7)。

(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为 (填选项前的序号) A 、m

⋅Ω⨯-2

101 B 、m

⋅Ω⨯-3

10

1 C 、m

⋅Ω⨯-6

10

1

D 、m

⋅Ω⨯-8

10

1

解析:根据电阻定律

S

l R x ρ

=有

6

6

2105.45

.010397.014.35.4--⨯=⨯⨯⨯==l S R x ρΩ·m ,估算出的金

属丝电阻率是C 。

(6)任何实验测量都存在误差,本实验所用测量仪器都已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项)。 A 、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差

答图4

B 、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C 、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差

D 、用U -I 图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

解析:用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差。答案C D 。 21.(18分) (1)(0.395—0.399) (2)甲 (3)如答图3 (4)如答图4 (4.3—4.7) (5)C (6)CD

测定金属的电阻率实验 2012-广东卷

34.(18分)(1)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

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,某次测量的示数如图15(a)和图15(b)所示,长度为_____cm,直径为_____mm。

②按图15(c)链接电路后,实验操作如下:(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;

(b)将电阻箱R2的阻值调至最______(填“大”或“小”);将S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;

③由此可知,圆柱体的电阻为_____Ω。

【答案】①5.01 5.315 ②大大1280Ω

【解析】②电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则。此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的,故在(a)步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大,以

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