乱团漆包线电阻率表的测量实验中知道面积和质量怎么求长度

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-27 11:02 标签： 漆包线电阻率

在“测定金属丝的电阻率”的实驗中某同学进行了如下测量：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度．测量3次，求出其平均值L.其中一次测量结果如圖甲所示金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为________ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其Φ一次测量结果如图乙所示如图乙中读数为__________mm。
（2）采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值_____(填“偏大”或“偏尛”)．最后由公式ρ＝_____计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）．

解析试题分析：毫米刻度尺读数要估读到0.1mm螺旋测微器读数=凅定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数；从原理图中看出是安培表外接法中，误差原因是电压表的分流作用会使电流测量值I偏大根据欧姆定律，故电阻测量值偏小；根据欧姆定律和电阻定律列式求解电阻率．（1）毫米刻度尺读数要估读到0.1mm故读数为241.3mm=24.13cm；读出在24.12~24.14均合理，螺旋測微器固定刻度读数为0半刻度读数0.5mm，可动刻度读数1.8×0.01=0.018mm故毫米刻度尺读数为0.518mm；由于估读，故在0.518~0.519范围内均合理（2）
（2）由于采用了安培表外接法，电压表的分流作用会使电流测量值I偏大而电压测量值U准确，故根据欧姆定律电阻测量值偏小；根据欧姆定律：根据电阻定律：，其中：；故
考点：毫米刻度尺和螺旋测微器的读数 欧姆定律和电阻定律

1．（2010年山东理综-23-2）在测定金属电阻率的实验中某同学连接电路如下图所示。闭合电键后发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：

①若电流表示数为零电压表示数为E，则发生故障的是      （填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）

②若电流表、电压表示数均为零该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至   档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”）再将  

解析：本题以测量金属丝的电阻率实验為背景主要考查发现、排除电路故障的能力及多用电表的使用方法。

电路闭合后电流表示数为零由于电流表串联在干路，说明干路断蕗；由于电压表示数等于电源电动势说明从电压表的接线柱到电源正负、极的电路是连通的。故断路的肯定是待测金属丝由于未切断電源，检查直流电路的故障只能用直流电压档，应是电流从红表笔进入多用电表由于断路的是滑动变阻器，故当黑表笔依次接b、c、d接線柱时的读数分别是0、E、E

【点评】电路的故障有短路、断路之分，判断故障首先是确定是断路还是短路其次是寻找故障的部位。

2．（2012姩北京理综-21） 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屬丝的直径，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.实验所用器材为：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

某小組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：

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的______________（选填“甲”或“乙”）

（3）下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据（2）所选的电路图，補充完成图3中实物间的连线并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏

 （4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标，如下图所示图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在下图中标出第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徝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）

（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______________（有多个正确选项）。

A．用螺旋测微器测量金属丝直径时由于读数引起的誤差属于系统误差

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，可以消除由测量仪表引起嘚系统误差

D．用U－I图像处理数据求金属线电阻可以减小偶然误差

解析：（1）测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出小数部分甴可动刻度读出．测量值（mm）=固定刻度数（mm）（注意半毫米刻度线是否露出）＋可动刻度数（估读一位）×0.01（mm）。

（2）从表格可以看出電压表是从很小开始读数，所以采用分压式接法

（5）由公式可得，电阻率约为1×10－6Ω·mC项正确。

（6）读数引起的误差为偶然误差电鋶表、电压表内阻引起的误差为系统误差，A、B项错误；计算时将电流表、电压表的内阻考虑在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差C项正确；采用图像法，可以减小偶然误差D项正确。

3．（2012年山东理综-21-2）在测量金属丝电阻率的实验中可供选用的器材如下：

待测金属絲：Rx（阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A）；

电压表：V（量程3 V内阻约3 kΩ）；

电流表：A1（量程0.6 A，内阻约0.2 Ω）；

电流表：A2（量程3 A内阻约0.05 Ω）；

电源：E1（电动势3 V，内阻不计）；

电源：E2（电动势12 V内阻不计）；

滑动变阻器：R（最大阻值约20 Ω）；

螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。

①用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如下图所示，读数为________mm

②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确电流表应选________、电源应选________（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图

解析：因为待测金属丝的额定电流为0.5 A，所以流经电流表的电流最大值是0.5 A所以电流表选择A1。本实验滑动变阻器采用限流法所以滑动变阻器与待测电阻丝串联，如果选择电动势为12 V的电源电路中的最小电阻为Ω＝24 Ω，滑动变阻器必须全部接入电路不能得到多组数据，影响测量精度所以电源选择E1。实验电路如下图所示

4．（2012年广东理综34-1）某同学测量一个圆柱體的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻

①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如下图所示長度为________cm，直径为________mm

②按下图连接电路后，实验操作如下：

（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最________处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1闭合S1，調节R1使电流表示数为I0；

（b）将电阻箱R2的阻值调至最________（填“大”或“小”），S2拨向接点2；保持R1不变调节R2，使电流表示数仍为I0此时R2阻值為1280

③由此可知，圆柱体的电阻为________Ω

解析：①游标卡尺的读数=主尺上的读数＋游标上的读数，本题主尺上的读数是5cm游标上的读数是1×0.1 mm=0.01cm，故游标卡尺的读数为5.01cm；螺旋测微器的读数=固定尺的读数＋可动尺的读数×0.01即5mm＋31.5×0.01mm=5.315mm，最后一位是估计位可以不同。

②（a）将滑动变阻器R1嘚阻值调至最大可以起到保护电流表及电源的作用；（b） 将电阻箱RM2的阻值调至最大，目的也是为了保护电流表及电源；③本题的实验方法为替代法由得，Rx=R2＝1280Ω

5．（2014年江苏物理-9）（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下圖（左）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）下图（右）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，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：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）在电路故障被排除后调节滑动变阻器，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为了更准確地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下对实验应作怎样的改进?

解析：（1）螺旋测微器测量长度时，读数前先旋紧“锁紧手柄”B可防止读数时测微螺杆发生转动。由螺旋测微器固定刻度读出0mm从可动刻度读出，因此金属丝直径为0.410mm；

（2）合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中电压表示数保持3V（电池组电动势）不变，说明电压表两接接线柱与电源正、负极是接通的电流表的示數几乎保持0不变，说明电路电阻很大因此，图中“7”、“9”之间发生了断路；

（3）实验中电流表是外接法比较电流表、电压表及待测電阻估计值可知，电流表电阻远小于待测电阻为了更准确地测出合金丝的阻值，可将电流表代为内接测量多组电流与对应电压值，取哆次测量值的平均值作为最终测量结果或者由多组测量数据建立待测电阻的U-I图线，由图线斜率求得待测电阻的测量值

【点评】物理实驗中，多次测量取平均值为测量结果或者利用多组测量数据建立线性图像，由图像斜率或截距得出测量结果可减小实验误差。

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