物理
某同学利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω.他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有:电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干.实验操作步骤如下:A.用螺旋测微器在电阻

2019-06-24

某同学利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω.他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干.
实验操作步骤如下:
作业帮
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表指针指到最大值处(即满偏),记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.
F.断开开关,整理器材.
①实验中电流表应选择___(选填“Al”或“A2”);
②用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图乙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,根据闭合电路欧姆定律,结合图乙,求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=___(用R0、L0、d和常数表示).
③若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果___(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
优质解答
(1)电路最大电流约为I=
E
R+r
=
3
20+1
≈0.14A,不到0.6A的四分之一,
如果使用电流表A2实验误差较大,因此电流表应选A1
(2)由实验步骤可知,外电路电阻不变,由串联电路特点可知,
外电路总电阻R=R+R电阻丝=R+ρ
L
S
=R+ρ
L
π(
d
2
)2
=R+ρ
4L
πd2

由图象可知,当电阻丝接入电路的长度为零是,电路总电阻R=R0
则R+ρ
4L
πd2
=R0,R=R0
4L
πd2
,图象斜率k=
R0
L0
=
πd2
,则电阻率ρ=
πd2R0
4L0

(4)应用图象法处理实验数据,电流表内阻对实验结果没有影响.
故答案为:(1)A1;(2)
πd2R0
4L0
;(3)不产生影响.
(1)电路最大电流约为I=
E
R+r
=
3
20+1
≈0.14A,不到0.6A的四分之一,
如果使用电流表A2实验误差较大,因此电流表应选A1
(2)由实验步骤可知,外电路电阻不变,由串联电路特点可知,
外电路总电阻R=R+R电阻丝=R+ρ
L
S
=R+ρ
L
π(
d
2
)2
=R+ρ
4L
πd2

由图象可知,当电阻丝接入电路的长度为零是,电路总电阻R=R0
则R+ρ
4L
πd2
=R0,R=R0
4L
πd2
,图象斜率k=
R0
L0
=
πd2
,则电阻率ρ=
πd2R0
4L0

(4)应用图象法处理实验数据,电流表内阻对实验结果没有影响.
故答案为:(1)A1;(2)
πd2R0
4L0
;(3)不产生影响.
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