10.某同學(xué)要測(cè)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(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示,由圖可知其長(zhǎng)度L為50.15mm;

(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑D為4.700mm;
(3)由于不知是何種材料,也不知其大約阻值,于是他用多用電表先粗測(cè)該材料一段樣品的電阻,經(jīng)正確操作后,用“×10”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)情況如圖丙所示,則他應(yīng)該換用×100擋(選填“×1”或“×100”)重新測(cè)量.換擋后,在測(cè)量前先要進(jìn)行歐姆調(diào)零.表盤的示數(shù)如圖丁所示,則該電阻的阻值約為2200Ω

(4)用伏安法較精確地測(cè)量該圓柱體的電阻Rx,現(xiàn)有的器材和規(guī)格如下:
待測(cè)圓柱體電阻Rx(其阻值約為2000Ω);
電流表A(量程0~15mA,內(nèi)阻約300Ω);
電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約20kΩ);
直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻不計(jì));
滑動(dòng)變阻器R(阻值范圍0~15Ω,允許通過(guò)的最大電流2.0A);
開(kāi)關(guān)S;  導(dǎo)線若干.
為使實(shí)驗(yàn)誤差較小,要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,請(qǐng)?jiān)趫D1圖框中畫(huà)出測(cè)量的電路圖.根據(jù)電路圖將圖2實(shí)物圖補(bǔ)全.

(5)若測(cè)待測(cè)圓柱體電阻Rx時(shí),電壓表和電流表示數(shù)分別用U和I表示,則該圓柱體材料的電阻率ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$.(不要求計(jì)算,用題中所給字母表示)

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(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù);
(3)應(yīng)用歐姆表測(cè)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)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù);
(4)根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法,根據(jù)待測(cè)電阻阻值與滑動(dòng)變阻器最大阻值間的關(guān)系確定滑動(dòng)變阻器的接法,然后作出電路圖;
(5)根據(jù)歐姆定律與電阻定律求出電阻率的表達(dá)式.

解答 解:(1)由圖2所示游標(biāo)卡尺可知,其示數(shù)為:50mm+3×0.05mm=50.15mm;
(2)由圖1所示螺旋測(cè)微器可知,其示數(shù)為:4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm;
(3)歐姆表用“×10”擋時(shí)指針偏轉(zhuǎn)情況如圖丙所示,由圖丙可知,指針偏角太小,
說(shuō)明所選擋位太小,為準(zhǔn)確測(cè)量電阻,應(yīng)換大擋,則應(yīng)該換用×100重新測(cè)量.
換擋后,在測(cè)量前先要進(jìn)行歐姆調(diào)零.由圖丁所示表盤可知,待測(cè)電阻阻值:R=22×100=2200Ω;
(4)待測(cè)電阻阻值約為2000Ω,電壓表內(nèi)阻約為20kΩ,電流表內(nèi)阻約為300Ω,電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值,
電流表應(yīng)采用外接法,滑動(dòng)變阻器最大阻值為15Ω,滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值,
為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示,根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖,實(shí)物電路圖如圖所示:

(5)電阻:Rx=$\frac{U}{I}$,由電阻定律可知:Rx=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π(\frac{D}{2})^{2}}$,電阻率:ρ=$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$;
故答案為:(1)50.15;(2)4.700;(3)×100;進(jìn)行歐姆調(diào)零;2200;(4)電路圖如圖所示;(5)$\frac{πU{D}^{2}}{4IL}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了螺旋測(cè)微器、游標(biāo)卡尺、歐姆表讀數(shù),考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖;游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)分成整數(shù)部分和小數(shù)部分兩部分來(lái)讀,注意游標(biāo)卡尺的分度;應(yīng)根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小或待測(cè)電阻的額定電壓來(lái)選擇電壓表量程,根據(jù)通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流來(lái)選擇電流表的量程;當(dāng)待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻時(shí),電流表應(yīng)選外接法;當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻值時(shí)或要求電流從零調(diào)時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式;當(dāng)實(shí)驗(yàn)要求電流從零調(diào)或要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)或變阻器的全電阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻時(shí),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(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.某實(shí)驗(yàn)小組成員要做“探究加速度與合外力,質(zhì)量關(guān)系”實(shí)驗(yàn).
(1)實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,關(guān)于平衡摩擦力,下列說(shuō)法中正確的是B.
A.平衡摩擦力的方法就是,通過(guò)改變懸掛鉤碼的質(zhì)量,使小車能勻速滑動(dòng)
B.平衡摩擦力的目的,使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力
C.平衡摩擦力時(shí),若小車能從墊斜的木板上靜止開(kāi)始下滑,則表明摩擦力與重力沿斜面方向的分力平衡
D.若改變小車的質(zhì)量,則需要重新平衡摩擦力
(2)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源頻率為50Hz,如圖1為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為依次選取的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)未畫(huà)出,從紙帶上測(cè)出x1=4.20cm,x2=5.52cm,x3=9.42cm,x4=10.70cm,則木塊加速度的大小a=1.3m/s2(保留兩位有效數(shù)字).
(3)小組成員中甲、乙兩同學(xué)先后在同一實(shí)驗(yàn)裝置中做研究加速度與合外力關(guān)系實(shí)驗(yàn),根據(jù)各自測(cè)得的數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)紙上作出a-F圖象如圖2所示,根據(jù)圖象可知,這兩個(gè)同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作時(shí),都沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,若甲、乙兩同學(xué)所用小車的質(zhì)量分別為m、m,由圖可知,m小于m,(選填“大于”“小于”或“等于”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.為了“研究動(dòng)能改變與合外力做功”的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:第一步:把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起,將滑塊M和帶夾重錘m通過(guò)細(xì)繩 跨過(guò)定滑輪相連,重錘夾后連一穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,調(diào)整木板傾角,直到輕推滑 塊后,滑塊沿木板向下勻速運(yùn)動(dòng),如圖甲所示. 第二步:保持長(zhǎng)木板的傾角不變,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在長(zhǎng)木板靠近滑輪處,取下細(xì)繩 和重錘,將滑塊與紙帶相連,使紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后接通電源,釋放滑塊,使之從靜止開(kāi)始向下加速運(yùn)動(dòng),打出紙帶,如圖乙所示.打出的紙帶如圖丙所示.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知 O、A、B、C、D、E、F 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為△t,根據(jù)紙帶求滑塊速度,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度vB=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2△t}$.
(2)已知重錘質(zhì)量為 m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椤,要測(cè)出某一過(guò)程合外力對(duì)滑塊做的功還必須測(cè)出這一過(guò)程滑塊運(yùn)動(dòng)的位移x(寫(xiě)出物理名稱及符號(hào),只寫(xiě)一個(gè)物理量),合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式W=mgx.
(3)算出滑塊運(yùn)動(dòng) OA、OB、OC、OD、OE 段合外力對(duì)滑塊所做的功W以及在 A、B、C、D、E 各點(diǎn)的速度v,以v2為縱軸、W為橫軸建立直角坐標(biāo)系,描點(diǎn)作出v2-W圖象,得到一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,根據(jù)圖象還可求得滑塊的質(zhì)量M.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.如圖所示,平行板電容器經(jīng)開(kāi)關(guān)S與電池連接,a處有一帶電的小液滴,S閉合后,液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法正確的是( 。
A.保持開(kāi)關(guān)S閉合,A板稍向下移,則液滴將向下加速運(yùn)動(dòng)
B.保持開(kāi)關(guān)S閉合,B板稍向右平移,則液滴仍將保持靜止
C.充電后,將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),A板稍向下移,則液滴將向上加速運(yùn)動(dòng)
D.充電后,將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),將B板稍向右平移,則液滴仍將保持靜止

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖所示,連接兩平行金屬板的一部分是導(dǎo)線CD與有源回路的一部分導(dǎo)線GH平行,金屬板置于磁場(chǎng)中,當(dāng)一束等離子體射入兩金屬板之間時(shí),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.若等離子體從右方射入,上金屬板的電勢(shì)高
B.若等離子體從左方射入,下金屬板的電勢(shì)高
C.若等離子體從右方射入,CD段導(dǎo)線受到向左的安培力
D.若等離子體從左方射入,GH段導(dǎo)線受到向右的安培力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.如圖為“電流天平”示意圖,它可用于測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B.在天平的右端掛有一矩形線圈,設(shè)其匝數(shù)為5匝,底邊cd長(zhǎng)20cm,放在侍測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,使線圈平面與磁場(chǎng)垂直.設(shè)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,當(dāng)線圈中通入如圖方向的電流I=100mA時(shí),兩盤均不放砝碼,天平平衡.則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.若保持電流方向不變.電流I=50mA,要在天平左盤加砝碼,天平才能平衡
B.若保持電流方向不變.電流I=150mA,要在天平左盤加砝碼,天平才能平衡
C.若電流I=100mA,電流方向反向,要在天平右盤加砝碼,天平才能平衡
D.若電流I=50mA,電流方向反向,要在天平右盤加砝碼,天平才能平衡

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.電子束焊接機(jī)中的電場(chǎng)線如圖中虛線所示,K為陰極,A為陽(yáng)極,兩極之間的距離為d.在兩極之間加上高壓U,有一電子從K極由靜止被加速.不考慮電子重力,元電荷為e,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.由K沿直線到A電勢(shì)逐漸減小B.電子到達(dá)A極板時(shí)的動(dòng)能等于eU
C.由K到A電子的電勢(shì)能增加eUD.A、K之間的電場(chǎng)強(qiáng)度等于$\frac{U}js6kktb$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

19.“10米折返跑”的成績(jī)反映了人體的靈敏素質(zhì).測(cè)試在平直跑道上進(jìn)行,受試者站立在起點(diǎn)前,聽(tīng)到出發(fā)的口令后,全力跑向正前方10米處的折返線,到達(dá)折返線處后,再轉(zhuǎn)身跑向起點(diǎn)處(受試者可看作質(zhì)點(diǎn)).設(shè)受試者運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度為4m/s,到達(dá)折返線處時(shí)需減速為零,返回時(shí)達(dá)最大速度后不需減速,若受試者在加速和減速階段的運(yùn)動(dòng)均可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).加速度均為4m/s2.問(wèn)該受試者“10米折返跑”的成績(jī)是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

20.(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電電源,工作電壓4~6v,當(dāng)電源頻率為50赫時(shí),它每隔0.02s打一次點(diǎn).
(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中,有以下基本步驟:
A、松開(kāi)紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)
B、穿好紙帶
C、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好
D、接通電源,進(jìn)行打點(diǎn)
以上步驟中正確的順序是CBDA.

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同步練習(xí)冊(cè)答案