Question

【題目】在“測定金屬的電阻率”的實驗中，金屬絲的阻值約為5Ω，某同學(xué)先用刻度尺測量金屬絲的長度L＝50.00cm，再用螺旋測微器測量金屬絲直徑，然后用伏安法測出金屬絲的電阻，最后根據(jù)電阻定律計算出該金屬絲的電阻率。

①圖為某次測量金屬絲直徑時螺旋測微器的示數(shù)，其測量值d=________mm。

②實驗室提供的器材有：

A．電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）

B．電壓表V2 （量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）

C．電流表A1 （量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）

D．電流表A2 （量程0～3A，內(nèi)阻約0.1Ω）

E．滑動變阻器R1 （0～20Ω）

F．滑動變阻器R2 （0～500Ω）

G．電源E（電動勢為3.0V、內(nèi)阻不計）、開關(guān)和導(dǎo)線若干

從以上器材中選擇合適的器材進行實驗，則電壓表應(yīng)選擇________，電流表應(yīng)選擇________，滑動變阻器應(yīng)選擇________。（選填器材前的字母）

③要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源的輸出功率最小，并能較準確地測出金屬絲的阻值，實驗電路應(yīng)選用圖中的________。

④某同學(xué)建立了U-I坐標系，并將測量數(shù)據(jù)描繪成坐標點，如圖所示。請你根據(jù)坐標點描繪出U-I圖線________，由圖線計算出金屬絲的電阻約為________Ω（保留兩位有效數(shù)字）。設(shè)被測金屬絲電阻為Rx，長度為L，直徑的平均值為，則該金屬材料電阻率的表達式為ρ=________（用Rx、L、等物理量表示）。

⑤關(guān)于本實驗的誤差，下列說法正確的是____

A．用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

B．由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差

C．若將電流表和電壓表內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差

D．用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差

Answer 1

【答案】①0.397 （0.395～0.399間均可） ②A C E ③C ④U－I圖線見解析； 5.2 ⑤CD

【解析】

①螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×39.7mm=0.397mm，所以最終讀數(shù)為0.397mm；

②電源電動勢為3V，故電壓表應(yīng)選擇A；根據(jù)電源電動勢和金屬絲電阻可估計電流最大值約為，故電流表應(yīng)選擇C；金屬絲電阻約5Ω，故滑動變阻器應(yīng)選擇E；

③流過金屬絲的電流相同的情況下電源消耗功率最小，滑動變阻器應(yīng)選擇限流接法，金屬絲電阻很小，電流表應(yīng)選擇外接接法，故實驗電路應(yīng)選擇圖C；

④根據(jù)坐標點描繪出U-I圖線如圖：

由圖可知，圖像的斜率即金屬絲電阻為；

根據(jù)，得金屬絲電阻率；

⑤A、讀數(shù)引起的誤差是由人為因素引起的，屬于偶然誤差，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，故A錯誤；

B、由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，不是偶然誤差，故B錯誤；

C、若將電流表和電壓表內(nèi)阻計算在內(nèi)，可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差，故C正確；

D、用UI圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲的電阻可以減小偶然誤差，不能消除系統(tǒng)誤差，故D正確；

故選CD。