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高中 | 螺旋测微器的读数和使用题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第二章 恒定电流
2.6 导体的电阻
螺旋测微器的读数和使用
某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约$1\;\rm m$)
螺旋测微器
学生电源$E$(电动势$0.4\;\rm V$,内阻未知)
米尺(量程$0 ∼ 100\;\rm cm$)
滑动变阻器(最大阻值$20\;\rm \Omega$)
电阻箱(阻值范围$0∼999.9\;\rm \Omega$)
电流表(量程$0 30\;\rm mA$,内阻较小)
开关$\rm S_{1}$、$\rm S_{2}$
导线若干
将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品$20.00\;\rm cm$和$70.00\;\rm cm$位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为$0.499\;\rm mm$、$0.498\;\rm mm$和$0.503\;\rm mm$,则该样品横截面直径的平均值为 $\;\rm mm$;
该样品横截面直径的平均值为$d= \dfrac{(0.499+0.498+0.503)}{3}\;\rm{mm}=0.500\;\rm {mm}$;
该小组采用限流电路,则图$1$中电流表的“$+$”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“$a$”或“$b$”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”);
由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“$+$”接线柱应与滑动变阻器的接线柱$a$相连;
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应最大阻值处,即最左端;
断开$\rm S_{2}$、闭合$\rm S_{1}$,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到$15.0\;\rm mA$刻度处。断开$\rm S_{1}$、闭合$\rm S_{2}$,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到$15.0\;\rm mA$处,此时电阻箱面板知图$2$所示,则该合金丝的电阻率为 $\;\rm \Omega ⋅ m$(取$\pi=3.14$,结果保留$2$位有效数字);
由题意可知,该合金丝的电阻为$R=3.2\;\rm \Omega$
由电阻定律$R=\rho\dfrac{l}{S}$及$S=\pi{\left(\dfrac{d}{2}\right)}^{2}$可得$\rho=\dfrac{\pi Rd^{2}}{4l}$
其中$d=0.500\;\rm mm$,$l=70.00\;\rm cm − 20.00\;\rm cm=50.00\;\rm cm$
代入数据解得该合金丝的电阻率为$\rho ≈ 1.3 \times 10^{-6}\;\rm \Omega ⋅ m$;
为减小实验误差,可采用的做法有$(\quad\ \ \ \ )$(有多个正确选项)。
换用内阻更小的电源
","换用内阻更小的电流表
","换用阻值范围为$0 ∼ 99.99\\;\\rm \\Omega$的电阻箱
","多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
"]根据电阻定律可知$\rho=\dfrac{\pi Rd^{2}}{4l}$,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,可换用阻值范围为$0 ∼ 99.99\;\rm \Omega$,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值。
故选:$\rm CD$。
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