10.某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:

(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量其長度如圖,由圖甲可知其長度為l=50.15mm;
(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖,由圖乙可知其直徑為d=4.700mm;
(3)用多用電表的電阻“×100”擋按正確操作步驟粗測圓柱體電阻,測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角過大,這時應(yīng)該將選擇開關(guān)換成歐姆擋的×10擋位(選填A(yù).“×10”或B.“×1K”),換擋結(jié)束后,實驗操作上首先要進(jìn)行的步驟是,正確操作后,表盤的示數(shù)如圖丙,則該電阻的阻值R=220Ω.
(4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R;
電流表A1(量程0~4mA,內(nèi)阻約50Ω);
電流表A2(量程0~10mA,內(nèi)阻約30Ω);
電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ);
電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ);
直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計);
滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A);
滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A);開關(guān)S;導(dǎo)線若干.
為使實驗誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,電流表應(yīng)選A2(選填A(yù).“A1”或B.“A2”),電壓表應(yīng)選V1(選填A(yù).“V1”或B.“V2”),滑動變阻器應(yīng)選R1(選填A(yù).“R1”或B.“R2”),請在圖丁中畫出測量的電路圖.
(5)計算此圓柱體材料電阻率的表達(dá)式為ρ=$\frac{πRkobpqs1^{2}}{4l}$(用R、d、l表示).

分析 (1)游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺的示數(shù);
(2)螺旋測微器固定刻度示數(shù)與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù);
(3)用歐姆表測電阻應(yīng)選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近,歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù);
(4)電壓從零調(diào)起,滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法,根據(jù)待測電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表的接法,然后作出實驗電路圖;
(5)應(yīng)用電阻定律可以求出電阻率的表達(dá)式.

解答 解:(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知,主尺示數(shù)是5cm=50mm,游標(biāo)尺示數(shù)是3×0.05mm=0.15mm,則圓柱體的長度是50mm+0.15mm=50.15mm;
(2)由圖示螺旋測微器可知,固定刻度示數(shù)是4.5mm,可動刻度示數(shù)是20.0×0.01mm=0.200mm,圓柱體的直徑是4.5mm+0.200mm=4.700mm;
(3)選擇旋鈕置于歐姆擋“×100”的位置,指針偏轉(zhuǎn)角度太大,說明所選擋位太大,為準(zhǔn)確測量電阻阻值較小誤差,應(yīng)將選擇旋鈕指向歐姆擋“×10”位置,歐姆調(diào)零后測量,其表盤及指針?biāo)肝恢萌鐖D所示,則電阻為:22×10=220Ω.
(4)電源電動勢為4V,電壓表應(yīng)選:V1,電路最大電流約為:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{220}$≈0.014A=14mA,電流表應(yīng)選A2,
為方便實驗操作,滑動變阻器應(yīng)選擇R1,由于電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器最大阻值,滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法,
$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{220}{30}$≈7.3,$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{10000}{220}$≈45.5,$\frac{{R}_{V}}{R}$>$\frac{R}{{R}_{A}}$,電流表應(yīng)采用外接法,實驗電路圖如圖所示:

(5)由電阻定律可知:R=ρ$\frac{l}{S}$=ρ$\frac{l}{π({\fracoigunf3{2})}^{2}}$,解得:ρ=$\frac{πRyxp2rnb^{2}}{4l}$;
故答案為:(1)50.15;(2)4.700;(3)×10;歐姆調(diào)零;220;(4)A2;V1;R1;電路如圖所示;(5)$\frac{πRhrjs87x^{2}}{4l}$.

點評 本題考查了螺旋測微器、游標(biāo)卡尺、歐姆表讀數(shù),考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路圖;游標(biāo)卡尺和螺旋測微器讀數(shù)時應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來讀,注意游標(biāo)卡尺的分度;應(yīng)根據(jù)電源電動勢大小或待測電阻的額定電壓來選擇電壓表量程,根據(jù)通過待測電阻的最大電流來選擇電流表的量程;當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時,電流表應(yīng)選外接法;當(dāng)滑動變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測電阻值時或要求電流從零調(diào)時,滑動變阻器應(yīng)用分壓式;當(dāng)實驗要求電流從零調(diào)或要求測得多組數(shù)據(jù)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測電阻時,變阻器應(yīng)采用分壓式接法,應(yīng)選擇阻值小的變阻器以方便調(diào)節(jié).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.關(guān)于勻強電場中場強和電勢差的關(guān)系,正確的是( 。
A.電場強度越大,則任意兩點間的電勢差不一定越大
B.任意兩點間的電勢差等于場強和這兩點間距離的乘積
C.沿著電場線方向,任何相同距離上的電勢降低必定相等
D.場強與電勢處處相同

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.小白同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,按照實驗要求,他將白紙固定到木板上,將橡皮筋一端釘在木板邊緣,將細(xì)線做成兩個線套連接在橡皮筋另一端,便開始進(jìn)行測量:
(1)測量分力:他先用兩個彈簧秤鉤住兩個線套同時用力拉橡皮筋,使得橡皮筋伸長到適當(dāng)長度,此時他記錄下橡皮筋活動端的位置O以及兩個彈簧秤的讀數(shù).在此過程中,他的失誤是未記錄力的方向;
(2)測量合力:用一個彈簧秤通過線套拉橡皮筋,待橡皮筋伸長到合適長度時,記錄下此時彈簧秤讀數(shù)及細(xì)線方向.此操作中他的失誤是未將橡皮筋活動端拉到O點;;
(3)繪圖:將兩個分力F1、F2按相同的標(biāo)度畫在白紙上后,小白同學(xué)接下來想在白紙上按相同的標(biāo)度作出理論合力F′和實際合力F,其中理論合力應(yīng)用A方法繪制,實際合力應(yīng)用B方法繪制.(填“A”或“B”)
A.用繪制好的F1和F2按平行四邊形定則作出合力
B.用步驟(2)中的測量數(shù)據(jù)作出合力
(4)結(jié)果分析:若之前的失誤都已改正,小白同學(xué)發(fā)現(xiàn)作出的理論合力F′和實際合力F差別較大,于是求助于力哥,力哥將兩彈簧秤相互鉤住拉伸,發(fā)現(xiàn)彈簧甲和彈簧乙的讀數(shù)之比始終為4:3.經(jīng)詢問得知小白同學(xué)測量分力F1及合力用的是彈簧甲,測量分力F2時用的是彈簧乙.請你對小白同學(xué)的測量結(jié)果提出修正方案:將F2的大小乘以$\frac{4}{3}$后重新作圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.物體A、B的x-t圖象如圖3所示,由圖可知(  )
A.從第3 s起,兩物體運動方向相同,且vA>vB
B.兩物體由同一位置開始運動,但物體A比B遲3 s才開始運動
C.5 s內(nèi)A、B的平均速度相等
D.A、B兩物體 在5s末相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示的電場,其中有M、N兩點,則( 。
A.該電場一定是點電荷產(chǎn)生的電場B.M點的電場強度比N點電場強度小
C.M點的電勢比N點的電勢高D.M點的電勢比N點的電勢低

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.跳傘運動員從某高度的直升機上跳下,經(jīng)過2s 拉開繩索開啟降落傘,此后再過18s 落地.整個跳傘過程中的v-t 圖象如圖所示.根據(jù)圖象信息可知( 。
A.第10s 秒初速度等于前兩秒的平均速度
B.14s 末加速度為零
C.前2s 跳傘運動員做自由落體運動
D.跳傘運動員下落的總高度約為240m

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

2.某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中,用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點.電源頻率為50Hz,其相鄰點間的距離如圖所示,每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有四個點未畫出.

若認(rèn)為某段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度,則AC間的平均速度$\overline{v}$=0.40m/s,打計數(shù)點B小車對應(yīng)的速度分別為:vB=0.40m/s,vE=0.64m/s,小車的加速度a=0.80m/s2.(保留小數(shù)點后兩位)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

19.如圖所示,電源電動勢有E=12V,內(nèi)阻r=0.5Ω,“10V、20W”的燈泡L與直流電動機M并聯(lián)在電源兩極間,燈泡恰能正常發(fā)光,已知電動機線圈的電阻為RM=1Ω,求:
(1)流過內(nèi)阻的電流為多少?
(2)電動機的輸出功率為多少?
(3)電源的效率為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射,其v-t圖象如圖所示,由圖象可知(  )
A.在0~t2時間內(nèi)火箭上升,t2~t3在時間內(nèi)火箭下落
B.t2時刻火箭離地面最高
C.t3時刻火箭回到地面
D.0~t1時間內(nèi)火箭的加速度小于t1~t2時間內(nèi)火箭的加速

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同步練習(xí)冊答案