在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。已知待测金属丝的电阻值Rx约为5Ω,在测电阻时,可供选择的器材有:
电源E:电动势3V,内阻约1Ω
电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω
电流表A2:量程0~3A,内阻约0.025Ω
电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ
电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ
滑动变阻器R1:最大阻值5Ω,允许最大电流2A
滑动变阻器R2:最大阻值1000Ω,最大电流0.6A
开关一个,导线若干。
(1)在上述器材中,应该选用的电流表是______,应该选用的电压表是___。若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是______(填写仪器的字母代号)。
(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示,则螺旋测微器的示数d=___mm。
(3)用所选的器材,在答题纸对应的方框中画出电路图________。
(4)关于本实验的误差,下列说法正确的是_______。
A.测量过程中,开关长时间闭合,对实验结果没有影响
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差
D.由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值
A1 V1 R1 0.600 CD
【详解】
(1)因为电源的电动势3V,所以电压表选择量程0~3V的电压表,根据欧姆定律可知
电路中最大电流为0.6A,所以电流表选择量程0~0.6A的电流表A1;
为保证调节方便,尽量多测几组数据,则选择阻值较小的滑动变阻器;
(2)螺旋测微器固定刻度为0.5mm,可动刻度为0.01×10.0=0.100mm,所以最终读数为0.5mm+0.100mm=0.600mm
(3)由于,所以电流表采用外接法,实验要求尽量多测几组数据,所以滑动变阻器采用分压式,电路图如图所示
(4)A.测量过程中,开关长时间闭合,会导致电阻测量结果偏大,故A错误;
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,故B错误;
C.利用电流随电压的变化图线求金属丝电阻,可以减小偶然误差,故C正确;
D.采用外接法,电压表与待测电阻并联,故电压表是准确的,而由于电压表的分流使电流表测量结果偏大,故由欧姆定律求得的测量值偏小,故D正确;
故选CD。
电阻:
1、定义:导体两端的电压和通过它的电流的比值叫做电阻,符号为R
2、定义式: ,
3、单位:简称欧,符号Ω。1Ω=1V/A
4、意义:描述导体对电流阻碍作用大小的物理量.电阻越大,同样电压下形成的电流越小
电阻定律:
1、电阻的定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。
①定义式:R=U/I,单位:Ω。
②电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关。
2、电阻定律的内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。即R=ρL/S。
电阻率:
1、定义:ρ是反映材料导电性能的物理量,称为电阻率,和物体的材料、温度有关。
2、计算公式:
3、决定因素:
4、与温度的关系:由材料的种类和温度决定,与材料的长短、粗细无关。一般常用合金的电阻率大于组成它的纯金属的电阻率各种材料的电阻率都随温度的变化而变化:
①金属的电阻率随温度的升高而增大(可用于制造电阻温度计);
②半导体和电介质的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度的变化较大,可用于制造热敏电阻);
③有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度的变化而变化(可用来制作标准电阻);
④当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体
5、单位:欧·米,符号Ω·m
1、电阻的定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻。
①定义式:R=U/I,单位:Ω。
②电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关。
2、电阻定律的内容:在温度不变时,导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。即R=ρL/S。
3、电阻率:ρ是反映材料导电性能的物理量,称为电阻率,和物体的材料、温度有关。
①金属材料的电阻率随温度的升高而增大;
②半导体材料的电阻率随温度增加而减小;
③纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,橡胶的电阻率最大;
④当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象。
4、适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液。
的比较:
导体折叠、截取或拉伸后电阻的计算方法:
某导体形状改变后,因总体积不变,电阻率不变,当长度和面积变化时,应用来确定S和l在形变前后的关系,分别应用电阻定律即可求出l和S变化前后的电阻关系。在导体被折叠成n段时,导体的长度变成原来的,横截面积变成原来的n倍。截取时横截面积不变。几拉伸时若长度变为原来的n倍,则横截面积变为原来的;若横截面半径变为原来的时,截面面积变为原来的,长度是原来的n2倍:
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