Question

【題目】某探究小組計劃測量一均勻金屬圓柱體的電阻率．

（1）小組成員取了一段長為1m的這種圓柱體，用螺旋測微器測該段圓柱體的直徑如圖甲所示，由圖甲可知該圓柱體的直徑為d=______mm．

（2）小組成員先用多用電表粗測該段圓柱體的阻值，將選擇開關(guān)調(diào)在“×1”的電阻擋，并進行歐姆調(diào)零，再將被測圓柱體接在兩個表筆間，指針指示如圖乙所示的位置，則被測圓柱體的阻值為Rx=______Ω

（3）為了精確測量這段圓柱體的電阻，實驗室給出了以下實驗器材：

電池組E：電動勢6V，內(nèi)阻約為0.5Ω

電壓表V1：量程0～15V，內(nèi)阻約為20kΩ

電壓表V2：量程0～3V，內(nèi)阻約為4kΩ

電流表A1：量程0～300mA，內(nèi)阻約為4Ω

電流表A2：量程0～3A，內(nèi)阻約為1Ω

滑動變阻器R：阻值范圍0～10Ω，額定電流1A

開關(guān)S、導(dǎo)線若干

為了盡可能減小實驗測量的誤差，電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選______．根據(jù)選用的器材，在如圖方框內(nèi)畫出實驗電路圖__________（標(biāo)出實驗器材的代號，圓柱體電阻用Rx表示）

（4）根據(jù)設(shè)計的電路圖連接好電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測出多組電壓和電流的值，作出U-I圖象，在圖線上離坐標(biāo)原點較遠(yuǎn)處找一點，讀出該點對應(yīng)的電壓值為2.8V、電流值為0.19A，則這段金屬圓柱體的電阻Rx=______Ω（結(jié)果保留四位有效數(shù)字），則該金屬圓柱體的電阻率ρ=______Ωm（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），由于電阻測量存在系統(tǒng)誤差，使測得的圓柱體的電阻率比真實值______（填“大”或“小”）．

Answer 1

【答案】4.700 14 V2 A1 14.74 2.6×10-4 小

【解析】

（1）[1]由圖甲可知該圓柱體的直徑為4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；

（2）[2]歐姆表選擇開關(guān)調(diào)在“×1”的電阻擋，示數(shù)為14×1Ω=14Ω；則被測圓柱體的阻值為：Rx=14Ω；

（3）[3][4]電動勢6V，0～15V的電壓表量程太大，故電壓表選V2；

通過待測電阻的電流最大約為：Im=A=0.214A=214mA，故電流表選A1；

滑動變阻器R的阻值范圍0～10Ω，小于待測電阻的阻值，為了盡可能的多測幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓式接法；

[5]電流表的內(nèi)阻較大，采用外接法；電路如圖所示：

（4）[6][7]根據(jù)歐姆定律可得：

Rx=Ω=14.74Ω；

根據(jù)電阻定律可得：

Rx=

解得：

Ωm=2.6×10-4Ωm；

[8]由于電壓表的分流，使得測得的電阻偏小，則電阻率偏小．