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某同学做“测定金属电阻率”的实验.
①需要通过实验直接测量的物理量有:
加在金属丝两端的电压U,通过金属丝的电流I,金属丝的长度L,金属丝的直径D
加在金属丝两端的电压U,通过金属丝的电流I,金属丝的长度L,金属丝的直径D
(写出名称和符号).
②这位同学采用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属丝的电阻.有以下器材可供选择:(要求测量结果尽量准确)
A.电池组(3V,内阻约1Ω)          B.电流表(0-3A,内阻约0.025Ω)
C.电流表(0-0.6A,内阻约0.125Ω)  D.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)
E.电压表(0-15V,内阻约15kΩ)    F.滑动变阻器(0-20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0-1000Ω,额定电流0.3A)      H.开关,导线
实验时应选用的器材是
ACDFH
ACDFH
(填写各器材的字母代号).
请在下面的虚线框中画出实验电路图.
这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为
5.2
5.2
Ω.
③用伏安法测金属丝电阻存在系统误差.为了减小系统误差,有人设计了如图所示的实验方案.其中Rx是待测电阻,R是电阻箱,R1、R2是已知阻值的定值电阻.合上开关S,灵敏电流计的指针偏转.将R调至阻值为R0时,灵敏电阻计的示数为零.由此可计算出待测电阻Rx=
R
 
2
R
 
0
R
 
1
R
 
2
R
 
0
R
 
1
.(用R1、R2、R0表示)
分析:①通过公式写出电阻率的最终表达式,即可确定需要直接测量的物理量;②电流越大电阻发热明显,电阻值随之增大,导致电阻测量不准,故本实验电流表应选小量程的电流表,滑动变阻器的最大电阻大于待测电阻阻值,可考虑变阻器采用限流式接法;③根据欧姆定律和串并联电路的特点可知,若灵敏电阻计的示数为零,即说明电流表两端电势相等,即变阻箱两端电压
R
 
1
两端电压应相等.
解答:解:①、根据欧姆定律R=
U
I
,电阻定律R=
ρL
S
,S=
1
4
πd
2
 
,可得电阻率ρ=
πUD
2
 
4IL
,可见需要通过实验直接测量的物理量有:加在金属丝两端的电压U,通过金属丝的电流I,金属丝的长度L,金属丝的直径D.
②、因采用伏安法测定一段阻值约为5Ω左右的金属丝的电阻,本实验要求通过的电流不能太大,电流表应选C,又电动势为3V,电压表应选D,当然应选电源A,因滑动变阻器最大电阻大于待测电阻,考虑变阻器用限流式接法,由
E
R+r
2
3
I
 
A
,可求外电路最小电阻为R≥7.5Ω,故可选变阻器F,当然还应选H,电路图如图所示


根据电表读数原理及要求可读出U=2.40V,I=0.46A,则R=
U
I
=5.2Ω
③、根据串并联电路特点及欧姆定律,若电流表示数为零,应满足
I
 
1
R
 
1
+
R
 
2
)=
I
 
2
R
 
0
+R
 
x
),及
I
 
1
R
 
1
=
I
 
2
R
 
0
,两式联立可得
R
 
x
=
R2
R1
R0

故答案为①加在金属丝两端的电压U,通过金属丝的电流I,金属丝的长度L,金属丝的直径D
        ②ACDFH     5.2  电路图如图
        ③
R2
R1
R0
点评:用伏安法测量电阻或电阻率实验都不允许大电流通过,否则电阻测量不准;本题最后的实验是用“电桥法”测电阻,近几年已不常见,实际很好用,此时可记住“十字相乘电阻相等”.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在做测定金属电阻率的实验中,待测金属的阻值约为5Ω.
①某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度如图所示,则游标卡尺所示金属圆片直径的测量值为
3.170
3.170
cm,螺旋测微器所示金属圆片厚度的测量值为
3.471
3.471
mm.
②实验室准备用来测量该电阻值的实验器材除开关若干及导线外,还有:
电压表V1 (量程0~3V,内电阻约15kΩ);
电压表V2 (量程0~15V,内电阻约75kΩ);
电流表A1 (量程0~3A,内电阻约0.2Ω);
电流表A2 (量程0~600mA,内电阻约3Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为100Ω,额定电流为0.6A);
直流电源、电池组E(电动势为3V、内电阻约为0.3Ω);
正常实验中为减少测量误差,且电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流-电压的关系图线,则电压表应选用
V
 
1
V
 
1
(填实验器材的代号),电流表应选用
A
 
2
A
 
2
(填实验器材的代号),实验电路图选用下图中的
C
C
图.

③这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示,由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为
5.2
5.2
Ω.(结果精确到小数点后一位)

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科目:高中物理 来源: 题型:

在做“测定金属电阻率”的实验中,待测金属的阻值约为5Ω.
(1)某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出图1中的示数,游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为
2.98
2.98
cm,螺旋测微器所示的金属圆片的厚度的测量值为
2.130
2.130
mm.
(2)实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:
电压表V1(量程0~3V,内电阻约15kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内电阻约75kΩ);
电流表A1(量程0~3A,内电阻约0.2Ω);
电流表A2(量程0~600mA,内电阻约3Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为100Ω,额定电流为0.6A);
直流电源、电池组E(电动势为3V、内电阻约为0.3Ω);
开关及导线若干
为了实验能正常进行,减少测量误差,实验要求电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流-电压的关系图线,则
(ⅰ) 电压表应选用
V
 
1
V
 
1
(填实验器材的代号)
(ⅱ) 电流表应选用
A
 
2
A
 
2
(填实验器材的代号).
(ⅲ)甲、乙、丙、丁四个电路图2中符合要求的电路图是
图.
(3)这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图3所示.由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为
5.2
5.2
Ω.(结果精确到小数点后一位)

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科目:高中物理 来源:2013届安徽省黄山市七校高三上学期联考物理试卷(带解析) 题型:实验题

在做“测定金属电阻率”的实验中,待测金属的阻值约为5Ω.
(1)某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出下图中的示数,游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为________cm,螺旋测微器所示的金属圆片的厚度的测量值为________mm.

(2)实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:
电压表 (量程0~3 V,内电阻约15kΩ);
电压表(量程0~15 V,内电阻约75 kΩ);
电流表(量程0~3A,内电阻约0.2Ω);
电流表(量程0~600 mA,内电阻约3 Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω,额定电流为0.6 A);
直流电源、电池组E(电动势为3V、内电阻约为0.3 Ω);
开关及导线若干
为了实验能正常进行,减少测量误差,实验要求电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流—电压的关系图线,则
(ⅰ) 电压表应选用________(填实验器材的代号)
(ⅱ) 电流表应选用________(填实验器材的代号).
(ⅲ)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是________图.

(3)这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为________Ω. (结果精确到小数点后一位)

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年安徽省黄山市七校高三上学期联考物理试卷(解析版) 题型:实验题

在做“测定金属电阻率”的实验中,待测金属的阻值约为5Ω.

(1)某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出下图中的示数,游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为________cm,螺旋测微器所示的金属圆片的厚度的测量值为________mm.

(2)实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:

电压表 (量程0~3 V,内电阻约15kΩ);

电压表(量程0~15 V,内电阻约75 kΩ);

电流表(量程0~3A,内电阻约0.2Ω);

电流表(量程0~600 mA,内电阻约3 Ω);

滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω,额定电流为0.6 A);

直流电源、电池组E(电动势为3V、内电阻约为0.3 Ω);

开关及导线若干

为了实验能正常进行,减少测量误差,实验要求电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流—电压的关系图线,则

(ⅰ) 电压表应选用________(填实验器材的代号)

(ⅱ) 电流表应选用________(填实验器材的代号).

(ⅲ)甲、乙、丙、丁四个电路图中符合要求的电路图是________图.

(3)这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.由图中电流表、电压表的读数可计算出待测金属的电阻为________Ω. (结果精确到小数点后一位)

 

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年安徽省黄山市七校联考高三(上)月考物理试卷(解析版) 题型:解答题

在做“测定金属电阻率”的实验中,待测金属的阻值约为5Ω.
(1)某同学先通过游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度,读出图1中的示数,游标卡尺所示的金属圆片的直径的测量值为______cm,螺旋测微器所示的金属圆片的厚度的测量值为______mm.
(2)实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:
电压表V1(量程0~3V,内电阻约15kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内电阻约75kΩ);
电流表A1(量程0~3A,内电阻约0.2Ω);
电流表A2(量程0~600mA,内电阻约3Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为100Ω,额定电流为0.6A);
直流电源、电池组E(电动势为3V、内电阻约为0.3Ω);
开关及导线若干
为了实验能正常进行,减少测量误差,实验要求电表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,以便画出电流-电压的关系图线,则
(ⅰ) 电压表应选用______1

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