(2019·青岛模拟)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50...
问题详情:
(2019·青岛模拟)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50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图*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。测量所用器材为:电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组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:
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 | 0.06 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 | 0.520 |
由以上实验数据可知,他们测量Rx使用的电路是如图________所示(选填“乙”或“*”)的电路。
(3)图丁是测量Rx的实物电路图(未连接完整)。闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于变阻器的一端,可使闭合开关后,电压表或电流表不至于被烧坏。请根据第(2)问中所选的电路图,补充完成丁中实物图的连线。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图戊所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图戊中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=________Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为__________________(填选项前的符号)。
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m D.1×10-8 Ω·m
(6)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的选项是________。
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
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,可以减小系统误差
D.用UI图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【回答】
(1)0.397(0.395~0.399均可) (2)乙 (3)见解析图(a) (4)见解析图(b) 4.5(4.3~4.7均可) (5)C (6)CD
解析:(1)螺旋测微器的读数为(0+39.7×0.01)mm=0.397 mm。
(2)通过给定的数据发现金属丝两端的电压接近从0开始,故滑动变阻器采用的是分压式接法,选乙。
(3)实物图连接如图(a)所示。
(4)图线应过原点,且使大多数点在一条直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧。根据表中数据描点作图,如图(b)所示。图线的斜率表示金属丝的电阻,所以Rx=4.5 Ω。
(5)在R=、S=π2中,取d=4×10-4 m、l=0.5 m、R=4.5 Ω,解得ρ ≈1×10-6 Ω·m。
(6)由于读数引起的误差属于偶然误差,选项A错误;由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差,若将电流表和电压表的内阻计算在内,则可以减小系统误差,选项B错误,选项C正确;利用UI图象处理数据,相当于多次测量取平均值,可以减小偶然误差,选项D正确。
知识点:专题十三 中学物理实验
题型:实验,探究题