第二章 专题 实验:测定金属的电阻率(同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器)
1.(2016·重庆杨家坪中学高二上学期期中)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度L,用螺旋测微器测量圆柱体的直径d,示数如图所示。由图可读出L=__2.25___cm,d=__6.860___mm。
解析:游标卡尺的主尺读数为22mm,游标读数为0.1×5mm=0.5mm,所以最后读数为:22.5mm=2.25cm。螺旋测微器的固定刻度读数为6.5mm,可动刻度读数为36.0×0.01mm=0.360mm(0为估读),所以最后读数为6.860mm。
2.在“测定金属电阻率”的实验中,用千分尺测量金属丝的直径,利用伏安法测量金属丝的电阻。千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图所示,则可读出该金属丝的直径是__1.400___mm,金属丝的电阻值是__11.4___Ω(要求保留3位有效数字),除此以外,还需测量的物理量是__金属丝的长度___,电路选择电流表__外___(选填“内”或“外”)接法。
解析:金属丝的直径:d=1mm+0.01×40.0mm=1.400mm。
电压表、电流表的示数分别为5.0V和0.44A。由欧姆定律得:R=Ω≈11.4Ω。
由R=ρ得金属丝的电阻率ρ=,故除了电阻R、金属丝横截面积S需要测量外,还需要测量金属丝长度l。
由于金属丝电阻较小,为减小误差,实验中应采用电流表的外接法。
3.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图(b)所示,长度为__5.01___cm,直径为__5.315___mm。
(2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:
(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最__大___处(填“大”或“小”);将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;
(b)将电阻箱R2的阻值调至最__大___(填“大”或“小”);将S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;
(3)由此可知,圆柱体的电阻为__1280___Ω。
解析:(1)游标卡尺读数时要注意,游标零刻度线在5cm之后,第1根刻度与主刻线对齐,所读数为5cm+0.1mm=5.01cm;螺旋测微器读数为5.315mm。
(2)滑动变阻器R1的阻值应置于最大,在S2拨向2之前应将电阻箱R2的阻值调到最大。
(3)由等效替代可知圆柱体的电阻为1280Ω。