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文档简介

《试验:确定导线电阻的因素》针对训练1.在“测定金属的电阻率”试验中,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所示,其读数应为____mm(该值接近多次测量的平均值)。(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx,试验所用器材为: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3kΩ),滑动变阻器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,进行试验测量,记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上试验数据可知,他测量Rx是采纳图中甲和乙中的图________(选填“甲”或“乙”)。(3)如图是测量Rx的试验器材实物图,图中已经连接好了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请依据图中所选的电路图,补充完成实物图的连线。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在图中标出第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Rx=________Ω(保留两位有效数字)。(5)依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.1×10-2Ω·mB.1×10-3Ω·mC.1×10-6Ω·mD.1×10-8Ω·m【答案】(1)0.399mm(2)甲(3)见解析(4)4.4Ω(4.4~4.6均可)(5)1×10-6Ω·m【解析】(1)螺旋测微器读数为0+39.9×0.01mm=0.399mm(2)甲(3)如图所示(4)Rx=eq\f(ΔU,ΔI)=eq\f(2.30-0.10,0.520-0.020)Ω=4.4Ω。(4.4~4.6均可)(5)C由Rx=ρeq\f(l,S)得ρ=eq\f(RxS,l),代入数据得ρ≈1×10-6Ω·m。2.某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,供应如下器材:电流表A1(量程300mA,内阻约为5Ω);电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω);电压表V(量程15V,内阻约为3kΩ);滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为1A);滑动变阻器R2(0~250Ω,额定电流为0.01A);电源E(电动势3V,内阻较小);定值定阻R0(5Ω);导线、开关若干。(1)要求待测电流表A1的示数从零起先变更,且多测几组数据,尽可能减小误差。以上给定的器材中滑动变阻器应选________。请在虚线框内画出测量用的电路原理图,并在图中标出所选仪器的代号。(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达式为r1=________。(3)上式中各符号的物理意义是__________。【答案】(1)R1电路原理图见解析(2)eq\f(I2-I1,I1)R0(3)I2、I1分别为某次试验时电流表A2、A1的示数,R0是定值电阻的阻值【解析】(1)要求待测电流表A1的示数从零起先变更,且多测几组数据,应当设计成分压电路,滑动变阻器应选阻值为0~10Ω的R1。电路原理图如图所示。(2)由I1r1=(I2-I1)R0可得电流表A1的内阻r1的表达式为r1=eq\f(I2-I1,I1)R0。(3)r1=eq\f(I2-I1,I1)R0中I2、I1分别为某次试验时电流表A2、A1的示数,R0是定值电阻的阻值。3.为了更精确地测量某电压表的内阻RV(RV约为3.0×103Ω),该同学设计了图所示的电路图,试验步骤如下:A.断开开关S,按图连接好电路;B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;C.将电阻箱R0的阻值调到零;D.闭合开关S;E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V位置;F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调整电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表内阻RV的测量值;G.断开开关S。试验中可供选择的试验器材有:a.待测电压表b.滑动变阻器:最大阻值2000Ωc.滑动变阻器:最大阻值10Ωd.电阻箱:最大阻值9999.9Ω,阻值最小变更量为0.1Ωe.电阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小变更量为0.1Ωf.电池组:电动势约6V,内阻可忽视g.开关、导线若干依据这位同学设计的试验方法,回答下列问题:(1)要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从供应的滑动变阻器中选用________(填“b”或“c”),电阻箱中选用________(填“d”或“e”)。(2)电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比,R测________R真(填“>”或“<”=;若RV越大,则eq\f(|R测-R真|,R真)越________(填“大”或“小”)。【答案】(1)d(2)>小【解析】(1)滑动变阻器选择分压式接法,故选择阻值较小的,c可用;电压表半偏时,所串联变阻箱电阻约为3000Ω,故变阻箱选择d。(2)由闭合电路欧姆定律可知,随着电阻箱的阻值变大,电源两端的路端电压随之变大,当电阻箱调至使电压表半偏时,此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大,故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的,故有R测>R真,外电阻越大,干路电流越小,当外电阻变更时,路端电压的变更量越小,故测量误差也越小。4.用伏安法测定电阻约为5Ω的匀称电阻丝的电阻率,电源是两节干电池。如图甲所示,将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上,底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出。试验采纳的电路原理图如图乙所示,测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示。(1)用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转动________夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动______使F固定后读数。(填仪器部件的字母符号)(2)依据电路原理图乙,用笔画线代替导线,将实物图丁连接成试验电路。(3)闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,多次变更P的位置,得到几组U、I、L的数据,用R=eq\f(U,I)计算出相应的电阻值后作出R-L图线如图所示。取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR,若电阻丝直径为d,则电阻率ρ=________。【答案】(1)DHG(2)见解析(3)eq\f(πΔRd2,4ΔL)【解析】(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转动微调旋钮H夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动止动旋钮G使F固定后读数。(2)(3)依据R=ρeq\f(l,S),得ΔR=ρeq\f(ΔL,S),而S=eq\f(πd2,4),代入得ρ=eq\f(πΔRd2,4ΔL)。5.为测定一段金属丝的电阻率ρ,某同学设计了如图甲所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细匀称的电阻丝,电路中的爱护电阻R0=4.0Ω,电源的电动势E=3.0V,电流表内阻忽视不计,滑片P与电阻丝始终接触良好。(1)试验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d=________mm。(2)试验时闭合开关,调整滑片P的位置,分别测量出每次试验中aP长度x及对应的电流值I,试验数据如下表所示:x(m)0.100.200.300.400.500.60I(A)0.490.430.380.330.310.28eq\f(1,I)(A-1)2.042.332.633.033.233.57①将表中数据描在eq\f(1,I)-x坐标纸中,如图所示。试作出其关系图线,图象中直线的斜率的表达式k=________(用题中字母表示),由图线求得电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m(保留两位有效数字)。②依据eq\f(1,I)-x关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的内阻为________Ω(保留两位有效数字)。【答案】(1)0.400mm(2)①见解析eq\f(4ρ,πEd2)1.1×10-6Ω·m②1.4Ω【解析】(1)由题图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0mm+40.0×0.01mm=0.400mm。(2)①如图所示。依据图象由电阻定律可得R=ρeq\f(x,S),由欧姆定律可得:R=eq\f(E,I),则图象斜率k=eq\f(\f(1,I),x),S=eq\f(πd2,4)联立解得:k=eq\f(4ρ,πEd2)=eq\f(Δ\f(1,I),Δx)代入数据得:k=eq\f(3.6-1.8,0.6)=3联立解得电阻率为:ρ=eq\f(kπEd2,4)代入数据得:ρ≈1.1×10-6Ω·m;②依据eq\f(1,I)-x关系图线纵轴截距为1.8,此时待测电阻丝的电阻为0,由闭合电路欧姆定律得:E=I(r+R0)即:3=eq\f(1,1.8)(r+4.0)得:r=1.4Ω6.小明对2B铅笔芯的导电性能感爱好,于是用伏安法测量其电阻值。(1)图是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图中画出。(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图所示。在图中,由电流表外接法得到的数据点是用_____(填“○”或“×”)表示的。(3)请你选择一组数据点,在图上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻__Ω。【答案】(1)见解析(2)见解析(3)1.6Ω(1.5~1.7均可)【解析】(1)连线如图甲所示。 (2)U-I图象如图乙所示,U-I图象的斜率反映了电阻的大小,而用电流表内接法时测得的电阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接法的数据点是用“×”表示的。(3)在U-I图象上,选用外接法所得的“×”连线,则R=eq\f(ΔU,ΔI)=1.2Ω(1.1~1.3均可),选用内接法所得的“○”连线,则R=eq\f(ΔU,ΔI)=1.6Ω(1.5~1.7均可)。7.现要测量电流表G1的内阻,给出下列器材:电流表G1,量程5mA,内阻r1约为150Ω;电流表G2,量程10mA,内阻r2约为100Ω;定值电阻R1=100Ω定值电阻R2=10Ω;滑动变阻器R3,0~200Ω;干电池E,1.5V,内阻未知;单刀单掷开关S导线若干(1)定值电阻选________________;(2)如图所示,在虚线框中已画出部分试验电路设计图,请补充完整,并标明所用器材的代号;(3)若选测量数据中的一组计算r1,所用的表达式为r1=_______,式中各符号的意义是_____________。【答案】(1)R1(2)见解析(3)eq\f(R1(I2-I1),I1)I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数,R1表示定值电阻R1的阻值【解析】(1)若选R2,则其阻值太小,电流过大,而R1与G1内阻相当,故选R1。(2)电路图如图所示。G2的示数-G1的示数为通过R1的电流值。(3)由并联电路特点得:I1r1=R1(I2-I1)r1=eq\f(R1(I2-I1),I1)I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数,R1表示定值电阻R1的阻值。8.电学试验中常常须要测量电阻的阻值。(1)测电阻的方法有许多种,现在供应一只标有“220V40W”的灯泡,它正常工作时的电阻为________Ω。若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻值________(填“大于”“等于”或“小于”)灯泡正常工作时的电阻值。(2)用下列器材设计一个试验,测量该灯泡正常工作时的电阻值。A.220V沟通电源B.单刀双掷开关一个C.电阻箱一个,0~999.9Ω,额定电流0.5AD.定值电阻一个,0.5kΩ,额定电流0.3AE.沟通电流表一个,0~0.3A请在虚线框内画出电路原理图。【答案】(1)1210Ω小于(2)见解析【解析】(1)正常工作时电压为额定电压,故有P=eq\f(U2,R),所以R=eq\f(U2,P)=1210Ω;灯泡在正常工作时发热,灯丝电阻率增大,电阻增大,因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值。(2)应用替代法.因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值,故应串联肯定值电阻,电路原理图如图所示。9.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),试验室供应的器材如下:待测电压表,量程3V,内阻约为3000Ω;电阻箱R0,最大阻值为99999.9Ω;滑动变阻器R1,最大阻值100Ω,额定电流2A;电源E,电动势6V,内阻不计;开关2个,导线若干。(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整,如图。(2)依据设计的电路,写出试验步骤:__________________________。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′,与电压表内阻的真实值RV相比,RV′____RV(填“>”、“=”或“<”),主要理由是_________________。【答案】(1)见解析(2)见解析(3)>断开S2,调整电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大【解析】(1)试验电路图如图所示。(2)移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调整R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调整电阻箱R0,使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻。(3)断开S2,调整电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>RV。10.有一根瘦长且匀称的空心金属管线,长约30cm,电阻约为5Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,现在要尽可能精确测定它的内径d。(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示,从图中读出外径为________mm,应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L;(2)测量金属管线的电阻R,为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:A.电压表0~3V,内阻约10kΩB.电压表0~15V,内阻约50kΩC.电流表0~0.6A,内阻约0.05ΩD.电流表0~3A,内阻约0.01ΩE.滑动变阻器,0~10ΩF.滑动变阻器,0~100Ω要求较精确地测出其阻值,电压表应选______,电流表应选_________,滑动变阻器应________;(填序号)(3)试验中他的实物接线如图b所示,请指出接线中的两处明显错误。错误1:___________________________________________________________________错误2:_________________________________________________________________(4)用已知的物理常数和应干脆测量的物理量(均用符号表示),推导出计算金属管线内径的表达式d=______________;(5)在试验中,下列说法正确的是________。A.为使电流表读数明显,应使电流尽可能大些B.为操作便利,中间过程可保持开关S始终处于闭合状态C.千分尺的精确度是千分之一毫米D.用千分尺测量直径时必需估读一位【答案】(1)5.200毫米刻度尺(2)ACE(3)错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上;错误2:采纳了电流表内接法(4)eq\r(D2-\f(4ρIL,πU))(5)D【解析】(1)螺旋测微器的读数为:D=5mm+20.0×0.01mm=5.200mm;测量30cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量。(2)由于两节干电池的电动势为3V,所以电压表应选A;由于通过金属管的最大电流为Im=eq\f(U,Rx)=eq\f(3,5)A=0.6A,所以电流表应选C;为了较精确地测出其阻值,滑动变阻器应选E。(3)由于待测金属管阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,连线图中的两处明显错误分别是:错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上;错误2:采纳了电流表内接法。(4)设金属管线内径为d,依据电阻定律应有:R=eq\f(ρL,\f(1,4)πD2-\f(1,4)πd2),又R=eq\f(U,I),联立可得:d=eq\r(D2-\f(4ρIL,πU))(5)由金属的电阻率随温度的上升而增大可知,通过待测金属管线的电流不能太大,所以A错误;为减小温度的影响,中间过程应断开开关,所以B错误;千分尺的精确度是0.01mm,即应精确到eq\f(1,100)毫米,所以C错误;千分尺读数时必需估读一位,即估读到0.001mm,所以D正确。11.如图是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图。图中匀称的长直玻璃管内径为d,里面充溢待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L。(1)依据实物连线图在虚线框内画出试验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示.(2)在接通电路前,为保证器材平安滑动变阻器的滑片P应移到最________端(填“左”或“右”)。在电路调试时,该同学发觉:闭合开关S1后,单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5V、电流表示数为180μA;单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6V、电流表示数为164μA.正式测量时,为减小试验误差,单刀双掷开关S2应接到________点(填“a”或“b”)(3)该同学正确完成试验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ=___________(用R0、L、d等表示)。【答案】(1)如图所示(2)右b(3)eq\f(πR0d2,4L)【解析】(1)电路原理图如图所示。(2)接通电路前为保证电路的平安,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端。分别运用内接法和外接法时电流表示数变更大,电压表示数变更小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远小于被测电阻,为减小误差应当采纳电流表内接法,故接b点。(3)依据欧姆定律R=eq\f(U,I)、电阻定律ρ=eq\f(RS,L)及S=π(eq\f(d,2))2可得电阻率ρ=eq\f(πR0d2,4L)。12.某些固体材料受到外力后除了产生形变外,其电阻率也要发生变更,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变更的现象称为“压阻效应”。现用如图的电路探讨某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变更范围为几欧到几十欧,试验室中有下列器材:A.电源E,3V,内阻约为1ΩB.电流表A1,0.6A,内阻r1=5ΩC.电流表A2,6A,内阻r2约为1ΩD.开关S,定值电阻R0(1)为了比较精确地测量电阻Rx的阻值,依据虚线框内电路图的设计,甲表选用________(选填“A1”或“A2”),乙表选用________(选填“A1”或“A2”)。(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,登记电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=________(用字母表示)。(3)变更力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并变更力的大小,得到不同的Rx值,最终绘成的图象如图所示。当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=_______________。(各物理量单位均为国际单位)(4)定值电阻R0的阻值应当选用________________。A.1ΩB.5ΩC.10ΩD.20Ω【答案】(1)A1A2(2)eq\f(I1r1,I2-I1)(3)16-2F(4)B【解析】(1)由于A1内阻确定,并且与待测电阻接近,与待测电阻并联,用来测出待测电阻Rx两端的电压,用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流,依据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值,电路连接如图所示。(2)待测电阻两端的电压U=I1r1,流过待测电阻的电流I=I2-I1,因此待测电阻的阻值为Rx=eq\f(I1r1,I2-I1).(3)由图象的对称性可知,加上相反的压力时,电阻值大小相等;图象与纵坐标的交点为16Ω,当R=7Ω时,对应的力为4.5N,因此函数表达式Rx=16-2F。(4)整个回路总电流不能大于0.6A,而电动势为3V,因此总电阻应略大于5Ω,而电源内阻约为1Ω,因此定值电阻R0的阻值应选5Ω,即可保证电流不超过量程,也保证电流不太小,两块电流表读数精确。13.某同学欲测量一卷粗细匀称、阻值约为100Ω的金属漆包线的长度,备选器材如下:A.量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表A1B.量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表A2C.量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表VD.最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器E.定值电阻R1=5ΩF.电动势E=6V、内阻很小的直流电源G.开关一个、导线若干H.螺旋测微器(1)已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为ρ,若金属丝的电阻用R表示,直径用d表示,则这一卷漆包线的长度l=________。(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,则螺旋测微器的示数d=______mm。(3)为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻,电流表应选用________(选填“A”或“B”),请在图乙方框中画出试验原理电路图。(4)若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆,这会使试验测得该漆包线的长度与真实值相比________(选填“偏大”或“偏小”)。【答案】(1)eq\f(πRd2,4ρ)(2)0.600(3)A见解析图(4)偏大【解析】(1)依据电阻定律R=eq\f(ρl,S),可得漆包线的长度l=eq\f(πRd2,4ρ)。(2)螺旋测微器的示数为0.600mm;(3)金属丝中的最大电流I=eq\f(E,R)=0.06A,电流表A2的量程0.6A太大,测量的误差较大,故应选电流表A1,因A1的量程小于0.06A,故电路中应对电流表A1改装,使其量程变大,试验原理电路图如图所示;(4)若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆,则测量的直径偏大,由l=eq\f(πRd2,4ρ)知,长度也偏大。14.要测量某种合金的电阻率(1)若合金丝长度为l,直径为D,阻值为R,则其电阻率ρ=________。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为________mm。(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2是单刀双掷开关.依据原理图在图丙中将实物连线补充完整.(3)闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V,I1=0.30A;当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V,I2=0.32A.依据以上测量数据推断,当S2处于位置________(选填“a”或“b”)时,测量相对精确,测量值Rx=_______Ω。(结果保留两位有效数字)【答案】(1)eq\f(πRD2,4l)0.650(2)见解析图(3)b2.9【解析】(1)合金丝电阻:R=ρeq\f(l,S)=ρeq\f(l,π\f(D,2)2),则电阻率:ρ=eq\f(πRD2,4l);图示螺旋测微器读数为:0.5mm+15.0×0.01mm=0.650mm;(2)实物连线如图所示:(3)依据eq\f(ΔU,U1)=eq\f(1.35-0.92,1.35)≈0.32,而eq\f(ΔI,I1)=eq\f(0.32-0.30,0.30)≈0.07,可知,运用电流表外接法测量相对精确,即S2处于位置b,依据欧姆定律,则有:Rx=eq\f(0.92,0.32)Ω≈2.9Ω。15.为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω),有以下一些器材可供选择。电流表A1(量程0~50mA,内阻约10Ω);电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻很大);电压表V2(量程0~15V,内阻很大);电源E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω);定值电阻R(20Ω,允许最大电流1.0A);滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A);滑动变阻器R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A);单刀单掷开关S一个,导线若干。(1)电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________。(填字母代号)(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的试验电路图。(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=________。【答案】(1)A1V1R1(2)见解析图(3)eq\f(U,I)-R【解析】(1)首先选取唯一性器材:电源E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω),定值电阻R(20Ω允许最大电流1.0A),单刀单掷开关S,导线。电源电动势约为3V,所以电压表选择V1(量程0~3V,内阻很大);待测电阻Rx的阻值约为30Ω,流过Rx的最大电流为eq\f(3V,30Ω)=0.1A=100mA,假如电流表选择A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω),指针偏转很小,测量不精确,所以只能选择A1(量程0~50mA,内阻约10Ω);滑动变阻器R2的全值电阻太大,操作不便,所以滑动变阻器应选R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A)。(2)因为试验要求所测量范围尽可能大,所以滑动变阻器应采纳分压接法;因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻,所以电流表采纳外接法;为了使流过电流表的电流不超过其最大量程,即50mA,应给待测电阻串联一个定值电阻R,起爱护作用.试验原理图如图所示。(3)依据欧姆定律可得Rx=eq\f(U,I)-R。16.某同学通过试验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图1所示的部件________(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm。(2)图2所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出。合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发觉电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变更。由此可以推断:电路中________(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了________(选填“短路”或“断路”)。(3)在电路故障被解除后,调整滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω。为了更精确地测出合金丝的阻值,在不更换试验器材的条件下,对试验应作怎样的改进?请写出两条建议。【答案】(1)B0.410(2)7、9断路(3)电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值)【解析】(1)读数前应先旋紧B防止读数时测微螺杆发生转动.螺旋测微器读数=0+41.0×0.01mm=0.410mm。(2)7、9之间发生断路,则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中,此时变更阻值较小的滑动变阻器阻值时,对电压表和电流表的示数影响很小,符合题述现象,同时满意两表读数。(3)因为Rx=58.7Ω>eq\r(RV·RA)=30Ω,所以应选用电流表内接法。为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值,计算电阻的平均值。或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值。17.某试验小组在“测定金属电阻率”的试验过程中:(1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示,则它们的读数值依次是________mm、________A、________V.(2)已知试验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约几十千欧,电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下运用),电动势E=4.5V,内阻较小。则A、B两电路图中,________(选填字母代号)电路为本次试验应当采纳的较好电路,但用此电路测量的金属丝电阻仍旧会比真实值偏________(选填“大”或“小”)。(3)若已知试验所用的电流表内阻的精确值RA=2.0Ω,那么能精确测量出金属丝电阻Rx的电路应是A、B两电路图中的________(选填字母代号)电路.运用该电路试验时,电流表示数为I,电压表示数为U,则金属丝电阻Rx=________(用题中字母代号表示)。【答案】(1)0.9970.442.27(2)A小(3)Beq\f(U,I)-RA【解析】(1)螺旋测微器固定部分读数为0.5mm,可动部分可估读为49.7×0.01mm=0.497mm,故读数为:0.5mm+0.497mm=0.997mm;电流表量程为0.6A,则最小分度为0.02A,读数为0.44A;电压表量程为3V,最小分度为0.1V,需估读一位,故读数为:2.27V。(2)因电源不能在大功率下长时间运用,则本试验应采纳限流接法;同时电压表内阻较大,由以上读数可知,金属丝电阻的内阻约为5Ω,故采纳电流表外接法误差较小,故选A电路;在试验中电压表示数精确,但电流表测量的是干路电流,故电流表示数偏大,则由欧姆定律得出的结果偏小,故用此电路测量的金属丝电阻会比真实值偏小。(3)因已知电流表内阻的精确值,则可以利用电流表内接法精确求出金属丝电阻,故应选B电路;金属丝电阻及电流表总电阻:R=eq\f(U,I),则金属丝电阻Rx=R-RA=eq\f(U,I)-RA。电流表内阻忽视不计,滑片P与电阻丝始终接触良好。(1)试验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图所示,其示数为d=________mm。(2)试验时闭合开关,调整滑片P的位置,分别测量出每次试验中aP长度x及对应的电流值I,试验数据如下表所示:x(m)0.100.200.300.400.500.60I(A)0.490.430.380.330.310.28eq\f(1,I)(A-1)2.042.332.633.033.233.57①将表中数据描在eq\f(1,I)-x坐标纸中,如图所示。请作出其关系图线,图线斜率的表达式k=______(用题中字母表示),由图线求得电阻丝的电阻率ρ=_____Ω·m(保留两位有效数字)。②依据图中eq\f(1,I)-x关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的内阻为r=________Ω(保留两位有效数字)。【答案】(1)0.400(2)①见解析图eq\f(4ρ,πEd2)1.1×10-6②1.3【解析】(1)由题图所示螺旋测微器可知,其示数为0mm+40.0×0.01mm=0.400mm。(2)①eq\f(1,I)-x图线如图所示,由闭合电路欧姆定律有,I=eq\f(E,R0+R+r),那么eq\f(1,I)=eq\f(r+R0,E)+eq\f(R,E),由电阻定律可知:R=ρeq\f(x,S)=ρeq\f(x,π\f(d,2)2)=ρeq\f(4x,πd2),则eq\f(1,I)=eq\f(r+R0,E)+eq\f(4ρ,πd2E)x,则eq\f(1,I)-x图象的斜率:k=eq\f(4ρ,πd2E),由图示图象可知:k=eq\f(Δ\f(1,I),Δx)≈3,电阻率ρ=eq\f(kEπd2,4),代入数据得:ρ≈1.1×10-6Ω·m。②由eq\f(1,I)-x关系图线知纵

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