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17.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测电阻丝阻值约为4Ω.

(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径d.其中一次测量结果如图1所示,图中读数为d=0.855 mm.
(2)为了测量电阻丝的电阻R,除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
电压表V,量程3V,内阻约3kΩ
电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表A2,量程100μA,内阻约2000Ω
滑动变阻器R1,0~1750Ω,额定电流0.3A
滑动变阻器R2,0~50Ω,额定电流1A
电源E1(电动势为1.5V,内阻约为0.5Ω)
电源E2(电动势为3V,内阻约为1.2Ω)
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表A1,滑动变阻器R2,电源E2.(填器材的符号)
(3)请在图2方框中画出测量电阻丝的电阻应采用的电路图,并在图中标明所选器材的符号.
(4)请根据电路图,在图3所给的实物图中画出连线.
(5)采用图中所示的电路测量金属丝的电阻.电阻的测量值比真实值偏小(填“偏大”或“偏小”).用直接测量量(电阻丝的直径d,金属导线的有效长度l,电压表的示数U,电流表的示数I)表示计算材料电阻率的公式是ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$.

分析 (1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.
(2)根据电压表量程选择电源,根据电路最大电流选择电流表,在保证电路安全的前提下,应选最大阻值较小的滑动变阻器.
(3)确定滑动变阻器与电流表的接法,然后作出电路图.
(4)根据电路图作出实物电路图.
(5)根据电阻定律求出电阻率的表达式.

解答 解:(1)由图示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0.5mm,可动刻度示数为35.5×0.01mm=0.355mm,螺旋测微器示数为0.5mm+0.355mm=0.855mm.
(2)电压表量程是3V,电源应选E2(电动势为3V,内阻约为1.2Ω),电路最大电流约为I=$\frac{E}{R+r}=\frac{3}{4+1.2}$≈0.58A,电流表应选A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω,为方便实验操作,滑动变阻器应选R2,0~50Ω,额定电流1A.
(3)滑动变阻器最大阻值远大于待测电阻阻值,滑动变阻器可以采用限流接法,$\frac{R}{{R}_{A}}=\frac{4}{0.2}$=20,$\frac{{R}_{V}}{R}=\frac{3000}{4}$=750,$\frac{R}{{R}_{A}}<\frac{{R}_{V}}{R}$,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.
(4)根据电路图连接实物电路图,如图所示.
(5)由欧姆定律得,电阻阻值R=$\frac{U}{I}$,由于电压表的分流作用使电流偏大,则电阻偏小,
由电阻定律得:R=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{l}{\frac{1}{4}π{d}^{2}}$,解得:ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$.
故答案为:(1)0.855;(2)A1、R2、E2;(3)如图所示;(4)如图所示;(5)偏小;$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$

点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路、螺旋测微器读数,要掌握常用器材的使用及读数方法,读数时视线要与刻度线垂直,根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的关键.

练习册系列答案
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11.下列关于质点的说法中正确的是(  )
A.研究运动员百米赛跑起跑动作时,运动员可以看作质点
B.研究地球自转时,地球可以看作质点
C.研究原子核结构时,因原子核很小,可把原子核看作质点
D.研究从北京开往上海的一列火车的运行总时间时,火车可以看作质点

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8.美国科学家阿斯顿发明的质谱仪可以用来鉴别同位素.钠23和钠24互为同位素.现把钠23和钠24的原子核,由静止从同一点放入质谱仪,经过分析可知(  )
A.电场力对钠23做功较多
B.钠23在磁场中运动的速度较小
C.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为23:24
D.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为$\sqrt{23}$:2$\sqrt{6}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

5.(1)为了测量某阻值约4Ω的金属棒的电阻率,进行了如下操作:分别使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属棒的长度L和直径d,某次测量的示数如图1如图和图2所示,长度L=2.35cm.

(2)现备有下列器材:
待测金属棒:Rx(阻值约4Ω);
电压表:V1(量程3V,内阻约3kΩ);V2(量程15V,内阻约9kΩ);
电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
电源:E1(电动势3V,内阻不计);
滑动变阻器:R1(最大阻值约20Ω);R2(最大阻值约1000Ω);
开关S;导线若干
若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电压表应选V1,电流表应选A1,滑动变阻器应选R1(均选填器材代号).

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12.在一次课外实践活动中,某课题研究小组收集到电子产品中的一些旧电池及从废旧收音机上折下来的电容、电阻、电感线圈等电子元件.现从这些材料中选取两待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),一是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流500mA).在操作台上还准备了如下 实验器材:
A.电压表(量程为0-3-15V,电阻RV约为0-15-75kΩ)
B.电流表A1(量程为100mA,内阻不计)
C.电流表A2(量程为2mA,内阻不计)
D.滑动变阻器R1(0~2kΩ,额定电流0.01A)
E.滑动变阻器R2(0~10Ω,额定电流0.6A)
F.电阻箱R(0~999.9Ω)
G.开关一只,导线若干

(1)为了测定电阻R0的阻值,小组成员设计了如图(甲)所示的电路,所选器材均标在图上,其器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?答:用A2替换A1
(2)当滑片移到某一位置时,电压表示数如图(乙)所示,此时R0的电压测量值为2.40V.
(3)如果在实际过程中,发现滑动变阻器、电压表已损坏,请你用余下的器材测量电池的电动势E和内阻r.
①请你在图(丙)所示的方框内画出实验电路图(标明所用器材符号)
②该项实验小组的同学在实验中取得多组数据,然后作出图(丁)所示的图象,则电源的电动势E=3.5V,内电阻r=7Ω.

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2.如图是阿毛同学的漫画中出现的装置,描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿:将板栗在地面小平台上Q处以一定的初速,经过位于竖直面内的两个四分之一圆弧衔接而成的轨道,从最高点P飞出进入炒锅内,利用来回运动使其均匀受热.我们用质量为m的小滑块代替栗子,借这套装置来研究一些物理问题.设大小两个四分之一圆弧的半径分别为2R和R,小平台和圆弧均光滑.将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧BC组成,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25,且不随温度变化.两斜面倾角均为θ=37°,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小挡板,锅底位于圆弧形轨道所在的竖直平面内,碰撞不损失机械能.滑块始终在同一个竖直平面内运动,重力加速度为g.
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(2)接(1)问,试通过计算分析滑块在锅内的运动过程.
(3)对滑块的不同初速度,求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值.

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9.关于回旋加速器中电场和磁场的说法中正确的是(  )
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B.电场和磁场是交替地对带电粒子做功的
C.只有磁场能对带电粒子起加速作用
D.磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动

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6.在探究测定摩擦因数实验中,某研究小组设汁了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽禾端与真面相切).B是质量为m的滑块(可视为质点).
    第一次实验,如图(a)所示,将滑稽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度h.M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1
  第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离地面的高度L、M与P′间的水平距离x2

(1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为${x}_{1}\sqrt{\frac{g}{2H}}$(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g).
(2)通过上述测量和进一步的计算.可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是ACD.
(A)H的测量   (B)h的测量    (C)L的测量    (D) x2的测
(3)若实验中测得h=15cm、H=25cm、,x1=30cm、L=l0cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5.

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7.小明用如图甲所示的电路测量电阻Rx的阻值(约几百欧).R是滑动变阻器,R0是电阻箱,S2是单刀双掷开关,部分器材规格图乙中已标出.

(1)根据图甲实验电路,在图乙中用笔画线代替导线将实物图连接完整.
(2)正确连接电路后,断开S1,S2接1.调节好多用电表,将两表笔接触Rx两端的接线柱,粗测其阻值,此过程中存在的问题是待测电阻未与其它元件断开.正确操作后,粗测出Rx的阻值为R0
(3)小明通过下列步骤,较准确测出Rx的阻值.
①将滑动变阻器的滑片P调至图甲中的A(选填“A”或“B”)端.闭合S1,将S2拨至1,调节变阻器的滑片P至某一位置,使电压表的示数满偏.
②调节电阻箱R0,使其阻值小于R0(选填“大于R0”或“小于R0”)
③将S2拨至“2”,保持变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表再次满偏,此时电阻箱示数为R1,则Rx=R1
(4)实验中,滑动变阻器有两种规格可供选择,分别是:R2(0~10Ω);R3(0~5000Ω).为了减小实验误差,滑动变阻器应选R3(选填“R2”或“R3”).

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