1、第三节 测量金属丝的电阻率1.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径d,如图所示,则金属丝的直径为_mm。金属丝的长度为L,若测得该金属丝的电阻为R,则其电阻率=_(用题中字母表示)。【解析】螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数,故金属丝直径d=(0+31.50.01) mm=0.315 mm;根据电阻定律有:R=,求得电阻率为:=。答案:0.315(0.3130.317)2.在测金属丝电阻率的实验中,回答下列问题。(1)测得某金属丝的有效长度为L,直径为d,两端的电压为U,通过它的电流为I,可以得到该金属丝的电阻率=_(用题中所给的物理量符号表示)。(
2、2)若金属丝的电阻约为5 ,电流表内阻约为1 ,电压表内阻约为1 k,则实验中应该将电流表_(选填“内接”或“外接”)。(3)若实验中采取电流表内接法,则金属丝电阻率实际测量值_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。【解析】(1)根据电阻定律有R=,又R=,解得=。(2)由题中数据可知Rx=5 =10 ,故应采用电流表外接法。(3)若采用内接法,因为金属丝的电阻较小,由于电流表的分压作用,电压的测量值偏大,根据=可知金属丝电阻率实际测量值也偏大。答案:(1)(2)外接(3)偏大3.某同学设计了一个检测河水电阻率的实验。他在一根粗细均匀的长玻璃管(管壁的厚度忽略不计)两端装上两个橡胶塞和铂电极,如
3、图甲所示,两电极相距L=0.314 m,其间充满待测的河水。他选用了以下仪器测量玻璃管内河水的电阻:量程015 V,内阻约300 k的电压表;量程0300 A,内阻约 50 的电流表;最大阻值1 k的滑动变阻器;电动势E=12 V,内阻r=6 的电池组;开关一只、导线若干。(1)该同学装入河水前先用螺旋测微器测量玻璃管的外径,结果如图乙所示。玻璃管的外径d=_mm。(2)该同学设计了合理的测量电路,通过改变滑动变阻器阻值测得了玻璃管两端的电压和电流,并在图丁的U-I坐标系内描出了9个数据点。请在图丙的实物图中用笔画线代替导线完成电路的连接。(3)请在图丁中作出U-I图像,计算出玻璃管内水柱的电
4、阻R=_,电阻率=_m(结果保留三位有效数字)。【解析】(1)螺旋测微器的读数为d=5 mm+50.00.01 mm=5.500 mm。(2)根据U-I图像可知电流从零开始,所以滑动变阻器应用分压式接法,由于水柱的电阻远大于电流表内阻,所以电流表应用内接法,实物连线图如图所示:(3)根据描点法,在图中画出U-I图像,用直线将尽可能多的点连起来或使点均匀分布在直线两侧,如图则图像的斜率表示水柱的电阻,则有R= =1.00105 (0.9231051.08105 ),根据电阻定律R=,且S=,解得=R,代入数据可算出河水的电阻率=7.56 m(6.988.17 m)。答案:(1)5.500(2)见
5、解析图(3)见解析图1.00105(0.9231051.08105)7.56(6.988.17)【加固训练】某课题组通过实验测量河水的电阻率。现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个可移动圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计)、直尺、待测的水样品。他们用伏安法多次测量的数据如表(为使实验处理方便,实验时每次都把电流表示数调到相同);玻璃管的内径d=2.26 cm。序号水柱长度/cm电压表示数/V电流表示数/A110210022041003306100440810055010100(1)用水柱长度L与计算出的水柱电阻R在图中描点,画出R-L图像(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)。(2)计算出所测样品水的电阻率为_m。【解析】(1)由表中数据可以计算出不同长度水柱的电阻,R1= =20 k、R2=40 k、R3=60 k、R4=80 k、R5=100 k,在坐标系中描点得到R-L图线如图所示。(2)L=30 cm时,R3=60 k,d=2.26 cm,由电阻定律R3= 得,=,代入数据解得=80.2 m。答案:(1)见解析图(2)80.2