3.用伏安法測(cè)量電阻R的阻值,并求出電阻率ρ.給定的實(shí)驗(yàn)器材有:電壓表(內(nèi)阻約為50kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為40Ω)、滑動(dòng)變阻器(最大電阻為20Ω)、電源、開關(guān)、待測(cè)電阻(約為250Ω)及導(dǎo)線若干.
(1)試在虛線框內(nèi)畫出測(cè)量R的電路圖.
(2)某同學(xué)測(cè)出多組U、I值后,要進(jìn)一步得出待測(cè)電阻的阻值,為了直觀和簡(jiǎn)便,他可以采用什么方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?作出U-I圖象,圖象的斜率表示待測(cè)電阻的阻值.
(3)若該同學(xué)測(cè)出待測(cè)電阻R=229Ω,并用游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑,記錄的結(jié)果為:長(zhǎng)度L=0.80cm,直徑D=0.194cm.他的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄是否有誤,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由長(zhǎng)度的記錄錯(cuò)誤,應(yīng)該有3位小數(shù);.
(4)用該同學(xué)測(cè)量的數(shù)據(jù)可求出電阻率ρ=0.0923Ω•m.(保留3位有效數(shù)字)

分析 (1)正確選擇控制電路:限流或分壓接法,分壓接法要求:①多測(cè)數(shù)據(jù)或要求電壓從零測(cè)量;②滑動(dòng)變阻器阻值很小,比待測(cè)電阻小;③采用限流電路時(shí)最小電流超過(guò)線路所允許的最大電流.
測(cè)量電路:電流表的內(nèi)外接法,若$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}>\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$,外接法,$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}<\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$內(nèi)接法;
(2)U-I圖象的斜率表示電阻;
(3)游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺,最小分度為0.02mm,所以長(zhǎng)度L=0.800cm;
(4)根據(jù)歐姆定律和電阻定律列式求解.

解答 解:(1)根據(jù)題意可知:$\frac{{R}_{V}}{{R}_{x}}>\frac{{R}_{x}}{{R}_{A}}$,故該實(shí)驗(yàn)的測(cè)量電路應(yīng)該選用電流表的外接法,滑動(dòng)變阻器阻值較小,應(yīng)采用分壓接法,故實(shí)驗(yàn)原理圖如下圖所示:

(2)某同學(xué)測(cè)出多組U、I值后,要進(jìn)一步得出待測(cè)電阻的阻值,為了直觀和簡(jiǎn)便,可以作出U-I圖象,
圖象的斜率表示待測(cè)電阻的阻值;
(3)游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺,最小分度為0.02mm,所以長(zhǎng)度L=0.800cm,直徑D=0.194cm,則長(zhǎng)度的記錄錯(cuò)誤,應(yīng)該有3位小數(shù);
(4)根據(jù)電阻定律,有:R=$ρ\frac{L}{S}$解得:$ρ=\frac{RS}{L}=\frac{250×3.14×(\frac{0.00194}{2})^{2}}{0.00800}=0.0923$Ω•m
故答案為:(1)如圖所示;(2)作出U-I圖象,圖象的斜率表示待測(cè)電阻的阻值;(3)長(zhǎng)度的記錄錯(cuò)誤,應(yīng)該有3位小數(shù);(4)0.0923Ω•m

點(diǎn)評(píng) 本題是伏安法測(cè)電阻中的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單,但是涉及知識(shí)點(diǎn)較多,如測(cè)量電路、控制電路的選擇、數(shù)據(jù)處理方法、游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等,對(duì)于這些基礎(chǔ)知識(shí)要加強(qiáng)理解和應(yīng)用,以便以后處理比較復(fù)雜實(shí)驗(yàn).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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D.由于微觀粒子的軌跡無(wú)法描述,所以微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律是無(wú)法認(rèn)識(shí)的

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B.當(dāng)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊不受摩擦力作用
C.當(dāng)傳送帶加速運(yùn)動(dòng)時(shí),木塊受到的摩擦力向前,大小為μm g
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