高中 | 螺旋测微器的读数和使用 题目答案及解析

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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

在“测定金属丝的电阻率”的实验中:

用螺旋测微器测量金属丝的直径,其示数如图甲所示,则该金属丝直径的测量值

$d=$         $\;\rm mm$

[["$4.485$($4.483\\sim 4.487$均可)"]]

螺旋测微器的精确度为$0.01\;\rm mm$,由图甲可知该金属丝直径为$d=4\;\rm mm+48.5 \times 0.01\;\rm mm=4.485\;\rm mm$

该实验小组接着用欧姆表“$\times 1$”挡粗测这段导体两端面之间的电阻值,示数如图乙所示,读数为                 $\;\rm \Omega$

[["$5$($5.0$也对)"]]

用欧姆表“$\times 1$”挡粗测这段导体两端面之间的电阻值,由图乙可知读数为$5 \times 1\;\rm \Omega=5\;\rm \Omega$

为了尽可能提高测量准确度,采用“伏安法”较准确地测量电阻,实验电路图(部分)如图丙所示,实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:

表头$\rm G$(满偏电流$3.0\;\rm mA$,内阻为$100\;\rm \Omega$)电流表$\rm A$(量程$0\sim 200\;\rm mA$,内阻约$3\;\rm \Omega$

滑动变阻器$R$$0\sim 50\;\rm \Omega$)电阻箱$R_{0}$(最大阻值为$9999.9\;\rm \Omega$

电源(电动势$E=3\;\rm V$

为了操作方便,需利用表头$\rm G$和电阻箱$R_{0}$改装成量程为$3\;\rm V$的电压表,请在图丁中画出改装电路图,此时电阻箱阻值为                $\;\rm \Omega$

[["

图像见解析 ,$900.0$

"]]

根据电压表的改装原理可知,需要将表头$\rm G$与电阻箱$R_{0}$串联,改装电路图如图所示

根据电压表改装原理有$3\;{\rm V}=3 \times 10^{-3} \times (100+R_{0})V$,解得$R_{0}=900.0\;\rm \Omega$

若通过测量可知,金属丝的有效长度为$L$,直径为$d$,通过金属丝的电流为$I_{1}$,表头$\rm G$的示数为$I_{2}$,由此可计算得出金属丝的电阻率$\rho=$                 (用题目所给字母和通用数学符号表示)。

[["$\\dfrac{250I_{2}\\pi d^{2}}{LI_{2}}$"]]

由题可知,此时待测电阻的表达式为$R_{x}=\dfrac{I_{2}(100+R_{0})}{I_{1}}=\dfrac{1000I_{2}}{I_{1}}$

根据电阻定律有$R_{x}=\rho\dfrac{L}{S}$,又$S=\dfrac{1}{4}\pi d^{2}$

联立解得$\rho=\dfrac{250I_{2}\pi d^{2}}{LI_{1}}$

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