题目
在“测量金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数为 ____ mm(该值接近多次测量的平均值).ot-|||-st(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3KΩ)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的 ____ 图(选填“甲”或“乙”).ot-|||-st(3)图3 是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完图3中实物间的连线,并使开关闭合瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.ot-|||-st(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx= ____ Ω(保留两位有效数字).(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 ____ (填选项前的符号).A、1×10-2Ω•m B、1×10-3Ω•m C、1×10-6Ω•m D、1×10-5Ω•m(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 ____ (有多个正确选项).A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差D、用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.
在“测量金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数为 ____ mm(该值接近多次测量的平均值).

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3KΩ)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的 ____ 图(选填“甲”或“乙”).

(3)图3 是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完图3中实物间的连线,并使开关闭合瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx= ____ Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 ____ (填选项前的符号).
A、1×10-2Ω•m B、1×10-3Ω•m C、1×10-6Ω•m D、1×10-5Ω•m
(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 ____ (有多个正确选项).
A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D、用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数为 ____ mm(该值接近多次测量的平均值).

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3KΩ)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| U/V | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 | 2.30 |
| I/A | 0.020 | 0.060 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 | 0.520 |

(3)图3 是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完图3中实物间的连线,并使开关闭合瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,描绘出U-I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx= ____ Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 ____ (填选项前的符号).
A、1×10-2Ω•m B、1×10-3Ω•m C、1×10-6Ω•m D、1×10-5Ω•m
(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 ____ (有多个正确选项).
A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D、用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.
题目解答
答案
解:(1)由图丙所示螺旋测微器可知,其示数为:0mm+39.7×0.01mm=0.398mm(0.396~0.399均正确);
(2)由表中实验数据可知,如果用限流,最小电压为0.6v,而表中电压都到0.10v了,所以肯定用的分压,
由此可知,滑动变阻器应用分压式接法,因此实验采用的是图甲所示电路;
(3)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(4)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示:

由图示图象可知,第6组实验数据偏离图线太远,改组实验数据是错误的,应舍去,
根据R=$\frac{U}{I}$可求出待测电阻阻值为${R}_{x}^{\;}$=$\frac{2.3}{0.52}Ω$=4.4Ω;
(5)由电阻定律:R=ρ$\frac{L}{S}$得:ρ=$\frac{SR}{L}$=$\frac{Rπ(\frac{d}{2})^{2}}{L}$=$\frac{4.5×3.24×(\frac{0.398×1{0}^{-3}}{2})^{2}}{0.5}$≈1.15×10-6Ω•m,故选C;
(6)A、读数引起的误差是由人为因素引起的,属于偶然误差,故A错误;
B、电流表串联在电路中,只考虑电流表内阻的影响,电流偏小,使本实验测量结果偏大,故B错误;
C、电压表与被测电阻并联,电压表内阻由分流作用,使电流表示数偏大,则本实验的测量结果偏小,故C正确;
D、用U-I图象处理数据能起到“平均”的作用,可以减小偶然误差但不能消除偶然误差,所以D正确.故选:CD;
故答案为:(1)0.398;(2)A;(3)如实物图所示;(4)如图,4.5Ω(5)C (6)CD
(2)由表中实验数据可知,如果用限流,最小电压为0.6v,而表中电压都到0.10v了,所以肯定用的分压,
由此可知,滑动变阻器应用分压式接法,因此实验采用的是图甲所示电路;
(3)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(4)根据坐标系内描出的点作出图象如图所示:

由图示图象可知,第6组实验数据偏离图线太远,改组实验数据是错误的,应舍去,
根据R=$\frac{U}{I}$可求出待测电阻阻值为${R}_{x}^{\;}$=$\frac{2.3}{0.52}Ω$=4.4Ω;
(5)由电阻定律:R=ρ$\frac{L}{S}$得:ρ=$\frac{SR}{L}$=$\frac{Rπ(\frac{d}{2})^{2}}{L}$=$\frac{4.5×3.24×(\frac{0.398×1{0}^{-3}}{2})^{2}}{0.5}$≈1.15×10-6Ω•m,故选C;
(6)A、读数引起的误差是由人为因素引起的,属于偶然误差,故A错误;
B、电流表串联在电路中,只考虑电流表内阻的影响,电流偏小,使本实验测量结果偏大,故B错误;
C、电压表与被测电阻并联,电压表内阻由分流作用,使电流表示数偏大,则本实验的测量结果偏小,故C正确;
D、用U-I图象处理数据能起到“平均”的作用,可以减小偶然误差但不能消除偶然误差,所以D正确.故选:CD;
故答案为:(1)0.398;(2)A;(3)如实物图所示;(4)如图,4.5Ω(5)C (6)CD
解析
步骤 1:测量金属丝直径
使用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数为0.398mm(0.396~0.399均正确)。
步骤 2:选择电路图
根据实验数据,最小电压为0.6V,而表中电压都到0.10V了,所以肯定用的分压,由此可知,滑动变阻器应用分压式接法,因此实验采用的是图甲所示电路。
步骤 3:连接实物电路图
根据电路图连接实物电路图,确保开关闭合瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
步骤 4:描绘U-I图线
根据坐标系内描出的点作出图象,根据R=$\frac{U}{I}$可求出待测电阻阻值。
步骤 5:计算电阻率
由电阻定律:R=ρ$\frac{L}{S}$得:ρ=$\frac{SR}{L}$=$\frac{Rπ(\frac{d}{2})^{2}}{L}$,代入数据计算电阻率。
步骤 6:分析误差
分析实验中可能产生的误差来源,包括读数引起的误差、电流表和电压表内阻引起的误差等。
使用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数为0.398mm(0.396~0.399均正确)。
步骤 2:选择电路图
根据实验数据,最小电压为0.6V,而表中电压都到0.10V了,所以肯定用的分压,由此可知,滑动变阻器应用分压式接法,因此实验采用的是图甲所示电路。
步骤 3:连接实物电路图
根据电路图连接实物电路图,确保开关闭合瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
步骤 4:描绘U-I图线
根据坐标系内描出的点作出图象,根据R=$\frac{U}{I}$可求出待测电阻阻值。
步骤 5:计算电阻率
由电阻定律:R=ρ$\frac{L}{S}$得:ρ=$\frac{SR}{L}$=$\frac{Rπ(\frac{d}{2})^{2}}{L}$,代入数据计算电阻率。
步骤 6:分析误差
分析实验中可能产生的误差来源,包括读数引起的误差、电流表和电压表内阻引起的误差等。