電阻率的測定有非常重要的意義,如為滿足集成電路的性能要求,對金屬導體、半導體等電阻率進行測定;又如土壤電阻率是表征土壤電導性能的指標,被廣泛應用于雷電風險評估、研究土壤的腐蝕性等方面。
(1)“測量金屬絲的電阻率”實驗的電路如圖1所示,實驗過程中:
①用 AA測量金屬絲長度,用 BB(選涂:A.刻度尺 B.螺旋測微器)測量金屬絲的直徑,為減小誤差進行多次測量求平均值,得到金屬絲長度L和直徑d。
②根據(jù)電路圖連接電路,開關S處于斷開狀態(tài),滑動變阻器滑動片滑到 AA(選涂:A.a B.b)端。閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,記錄多組電壓和電流。
③根據(jù)實驗數(shù)據(jù),畫出 U-IU-I圖,由圖線的斜率得出金屬絲的阻值為R。由此可知金屬絲的電阻率ρ為 πRd24LπRd24L(用L、d、R表示)。
(2)由于土壤的電阻率一般較大,因此小理同學在測量土壤樣品的電阻率時,改用如圖2所示的電路。圖中圓柱形玻璃管兩端有導電活塞(活塞電阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移動。實驗器材有電源(電動勢為E,內阻可忽略),電壓表V1、V2(均可視為理想電表),定值電阻R1(阻值為4.00kΩ),定值電阻R2(阻值為2.00kΩ),電阻箱R(最大阻值9999Ω),單刀雙擲開關S,導線若干,游標卡尺,刻度尺。
實驗步驟如下:
①用游標卡尺測量玻璃管的內徑d=60.00mm;
②向玻璃管內填滿土壤,并測量土壤長度L;
③把S撥到1位置,記錄電壓表V1示數(shù)U1;
④把S撥到2位置,調整電阻箱阻值,使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同,記錄電阻箱的阻值R;
⑤改變玻璃管內土壤長度,重復步驟③、④,記錄每次土壤長度L和電阻箱阻值R;
⑥斷開S,整理好器材。
Ⅰ.步驟③中通過土壤的電流為 U1R1U1R1(用U1、R1表示)。
Ⅱ.步驟④中的V2示數(shù)為 RR+R2ERR+R2E(用E、R2、R表示)。玻璃管內土壤的電阻Rx=R2RR1R2RR1(用R1、R2、R表示)。
Ⅲ.利用記錄的多組土壤長度L和電阻R的數(shù)據(jù),繪制如圖所示的R-1L關系圖像。土壤的電阻率為 56.556.5Ω?m。(保留3位有效數(shù)字)
π
R
d
2
4
L
π
R
d
2
4
L
U
1
R
1
U
1
R
1
R
R
+
R
2
E
R
R
+
R
2
E
R
2
R
R
1
R
2
R
R
1
R
-
1
L
【考點】導體電阻率的測量.
【答案】A;B;A;U-I;;;;;56.5
π
R
d
2
4
L
U
1
R
1
R
R
+
R
2
E
R
2
R
R
1
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:72引用:1難度:0.5
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1.某同學為測定電阻絲的電阻率ρ,設計了如圖甲所示的電路,電路中ab是一段電阻率較大、粗細均勻的電阻絲,保護電阻R0=4.0Ω,電源電動勢E=3.0V,電流表內阻忽略不計,滑片P與電阻絲始終接觸良好.
(1)實驗中用螺旋測微器測得電阻絲的直徑如圖乙所示,其示數(shù)為d=mm.
(2)實驗時閉合開關,調節(jié)滑片P的位置,分別測量出每次實驗中aP長度x及對應的電流值I,實驗數(shù)據(jù)如表所示:x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I/A 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 /A-11I2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 -x圖象,并由圖線求出電阻絲的電阻率ρ=Ω?m(保留兩位有效數(shù)字)。1I
(3)根據(jù)-x關系圖線縱軸截距的物理意義,可求得電源的內阻為r=Ω(保留兩位有效數(shù)字).1I
(4)若電流表內阻不可忽略,則電流表的內阻對測量電阻絲的電阻率(選填“有”或“無”)影響,根據(jù)-x關系圖線縱軸截距的物理意義可求得的是。1I發(fā)布:2024/12/29 20:30:1組卷:139引用:2難度:0.5 -
2.某小組測某種圓柱形材料的電阻率,做了如下實驗。
(1)已知該圓柱形材料的長度為5.235cm橫截面直徑為2cm,該小組先用多用電表粗略測量圓柱材料的電阻R,將選擇開關旋至“×10kΩ”擋,紅表筆和黑表筆直接接觸,調節(jié) 旋鈕,使指針指向“0Ω”;再將紅表筆和黑表筆與圓柱材料兩端圓形電極接觸,表盤示數(shù)如圖甲所示,則圓柱材料電阻的阻值為 kΩ。
(2)該小組想用伏安法更精確地測量圓柱材料的電阻R,可選用的器材如下:
A.電流表A1(量程4mA,內阻約50Ω)
B.電流表A2(量程20μA,內阻約1.5kΩ)
C.電壓表V1(量程3V內阻約10kΩ)
D.電壓表V2(量程15V,內阻約25kΩ)
E.電源E(電動勢4V,有一定內阻)
F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)
G.開關S,導線若干
為使實驗誤差較小,要求電壓可以從零開始調節(jié),電流表選擇 ,電壓表選擇 (以上兩空均選填儀器前面的序號)
(3)請用筆畫線表示導線,在圖乙中完成測量圓柱材料電阻的實驗電路連接。
(4)實驗過程中,實驗小組移動滑動變阻器的滑片,并記錄兩電表的多組測量數(shù)據(jù),在坐標紙上描點、連線作出如圖丙所示的U-I圖象,則實驗測得圓柱材料的電阻率ρ=Ω?m(計算結果保留2位有效數(shù)字)發(fā)布:2024/12/20 0:30:1組卷:191引用:5難度:0.5 -
3.某同學要粗測一個由均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:
(1)用20分度的游標卡尺測量其長度如圖甲所示,可知其長度L為
(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,可知其直徑d為
(3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖丙,則該電阻的阻值R約為
(4)則測量的電阻率ρ=發(fā)布:2024/12/29 16:30:1組卷:114引用:4難度:0.7
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