物理步步高大一輪復(fù)習(xí)講義答案

......實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)一、螺旋測(cè)微器的使用1．構(gòu)造：如圖1所示，B為固定刻度，E為可動(dòng)刻度．圖12．原理：測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5mm，即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5mm，而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份，每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格，F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01mm，即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上，因此，螺旋測(cè)微器又叫千分尺．3．讀數(shù)：測(cè)量值(mm)＝固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm)．如圖2所示，固定刻度示數(shù)為2.0mm，半毫米刻度線未露出，而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0，最后的讀數(shù)為：2.0mm＋15.0×0.01mm＝2.150mm.圖2二、游標(biāo)卡尺1．構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖3所示)圖32．用途：測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、徑、外徑．3．原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)刻度格數(shù)(分度)刻度總長(zhǎng)度每小格與1mm的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數(shù)：若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表示為(x＋K×精確度)mm.三、常用電表的讀數(shù)對(duì)于電壓表和電流表的讀數(shù)問題，首先要弄清電表量程，即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過的最大電壓或電流，然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度，按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可．(1)0～3V的電壓表和0～3A的電流表的讀數(shù)方法相同，此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A，看清楚指針的實(shí)際位置，讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位．(2)對(duì)于0～15V量程的電壓表，精確度是0.5V，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位，即讀到0.1V.(3)對(duì)于0～0.6A量程的電流表，精確度是0.02A，在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位，這時(shí)要求“半格估讀”，即讀到最小刻度的一半0.01A.基本實(shí)驗(yàn)要求1．實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑d，計(jì)算出橫截面積S，并用伏安法測(cè)出電阻R，即可計(jì)算出金屬絲的電阻率．x2．實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動(dòng)變阻器(50Ω)，開關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺．3．實(shí)驗(yàn)步驟電流表接法電流表外電流表接法電流表外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測(cè)＝Ux＋UA電壓表分流I測(cè)＝Ix＋I(xiàn)V(2)連接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路．(3)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量三次，求出其平均值l.(4)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置．(5)閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，填入記錄表格．lπd2(6)將測(cè)得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρS和S＝4中，計(jì)算出金屬絲的電阻率．4．電流表、電壓表測(cè)電阻兩種方法的比較規(guī)律方法總結(jié)1．伏安法測(cè)電阻的電路選擇(1)阻值比較法：先將待測(cè)電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表阻進(jìn)行比較，若R較小，宜采用x電流表外接法；若R較大，宜采用電流表接法．x(2)臨界值計(jì)算法R<RR時(shí)，用電流表外接法；x VAR>RR時(shí)，用電流表接法．x VA(3)實(shí)驗(yàn)試探法：按圖4接好電路，讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下，如果電壓表的示數(shù)有較大的變化，而電流表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表外接法；如果電流表的示數(shù)有較大的變化，而電壓表的示數(shù)變化不大，則可采用電流表接法．電阻測(cè)量值R測(cè)電阻測(cè)量值R測(cè)＝U測(cè)I測(cè)＝Rx＋RA>Rx測(cè)量值大于真實(shí)值R測(cè)＝U測(cè)I測(cè)＝RxRVRx＋RV<Rx測(cè)量值小于真實(shí)值適用條件RA?RxRV?Rx2．注意事項(xiàng)(1)先測(cè)直徑，再連電路：為了方便，測(cè)量直徑應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量．(2)電流表外接法：本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小，故采用電流表外接法．(3)電流控制：電流不宜過大，通電時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以免金屬絲溫度過高，導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中變大．3．誤差分析(1)若為接法，電流表分壓．(2)若為外接法，電壓表分流．(3)長(zhǎng)度和直徑的測(cè)量．考點(diǎn)一測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)1．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)(1)10分度的游標(biāo)尺的讀數(shù)：主尺上讀出整毫米數(shù)＋游標(biāo)尺上與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游......1標(biāo)的格數(shù)×.10(2)20分度的游標(biāo)尺的讀數(shù)：主尺上讀出整毫米數(shù)＋游標(biāo)尺上與主尺上某一刻度線對(duì)齊的游1標(biāo)的格數(shù)×.202．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法：固定刻度數(shù)mm＋可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01mm.3．電流表和電壓表的讀數(shù)(1)若刻度盤上每一小格為：1,0.1,0.01，…時(shí)，需估讀到最小刻度值的下一位．(2)若刻度盤上每一小格為：2,0.2,0.02,5,0.5,0.05，…時(shí)，只需估讀到最小刻度值的位數(shù)．1．[直尺和游標(biāo)卡尺的讀數(shù)](2014·理綜·19(1))某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑，示數(shù)如圖5甲、乙所示，則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為________cm和________mm.圖5答案60.104.20解析刻度尺的分度值為1mm，要估讀到0.1mm.游標(biāo)卡尺讀數(shù)＝4mm＋10×0.02mm＝4.20mm.2．[螺旋測(cè)微器的讀數(shù)]完成下列讀數(shù)(如圖6所示)圖6a．____________mmb．____________mmc．____________mmd．____________mm答案a．0.486(0.484～0.488)b．0.536(0.534～0.538)c．4.078(4.077～4.079)d．5.663(5.661～5.665)3．[電壓表、電流表和電阻箱的讀數(shù)](1)①如圖7所示的電流表使用0.6A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)是________A；當(dāng)使用3A量程時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A，圖中表針示數(shù)為________A.圖7②如圖8所示的電表使用較小量程時(shí)，每小格表示____________V，圖中指針的示數(shù)為________V．若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示________V，圖中表針指示的是________V.圖8(2)旋鈕式電阻箱如圖9所示，電流從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的電阻為____Ω.今欲將接入電路的電阻改為2087Ω，最簡(jiǎn)單的操作方法是________．若用兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得到的電阻值圍為_________．圖9答案(1)①0.020.440.12．20②0.11.400.57.0(2)1987將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到00～19998Ω解析(1)①電流表使用0.6A量程時(shí)，刻度盤上的每一小格為0.02A，指針的示數(shù)為0.44A；當(dāng)換用3A量程時(shí)，每一小格為0.1A，指針示數(shù)為2.20A.②電壓表使用3V量程時(shí)，每小格表示0.1V，指針示數(shù)為1.40V；使用15V量程時(shí)，每小格為0.5V，指針示數(shù)為7.0V.(2)電阻為1987Ω.最簡(jiǎn)單的操作方法是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個(gè)電阻箱的最大阻值是9999Ω，用這樣兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻2×9999Ω＝19998Ω.故兩個(gè)這樣的電阻箱，則可得到的電阻值圍為0～19998Ω.考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理4．[實(shí)驗(yàn)操作](2014·單科·10)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率．(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑．為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖10所示的部件__________(選填“A”、“B”、“C”或“D”)．從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為________mm.圖10(2)圖11所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出．合上開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化．由此可以推斷：電路中______(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)．圖11(3)在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω.為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫出兩條建議．答案(1)B0.410(2)7、8、9斷路(3)電流表改為接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值．(或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值)解析(1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)應(yīng)先將鎖緊裝置鎖緊，即旋緊B.螺旋測(cè)微器的示數(shù)為(0＋41.0×0.01)mm＝0.410mm.(2)電壓表的示數(shù)不為0，電流表的示數(shù)幾乎為0，說明連接兩電表的電路是導(dǎo)通的．而滑動(dòng)R R變阻器幾乎不起作用，說明線路電阻很大，故可判斷7、8、9間斷路．(3)由題知RA≈0.005<Rx x V≈0.020，說明電流表的分壓作用不顯著，故可將電流表改為接，并測(cè)出多組U、I值，求出R后，再取平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果．x5．[實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理]用伏安法測(cè)定電阻約為5Ω的均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池．如圖12甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱上，底座的中間有一個(gè)可沿電阻絲滑動(dòng)的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時(shí)，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出．實(shí)驗(yàn)采用的電路原理圖如圖乙所示，測(cè)量電阻絲直徑所用螺旋測(cè)微器如圖丙所示．圖12(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)________使測(cè)微螺桿F接近被測(cè)電阻絲，再轉(zhuǎn)動(dòng)________夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)________使F固定后讀數(shù)．(填儀器部件的字母符號(hào))(2)根據(jù)電路原理圖乙，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖丁連接成實(shí)驗(yàn)電路．(3)閉合開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次改變P的位置，得到幾組U、......UI、L的數(shù)據(jù)，用R＝I計(jì)算出相應(yīng)的電阻值后作出R－L圖線如圖13所示．取圖線上兩個(gè)點(diǎn)間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝________.圖13πΔRd2答案(1)DHG(2)如圖所示(3)4ΔL解析(1)在用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D，使測(cè)微螺桿F接近被測(cè)電阻絲，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)． l ΔL πd2 πΔRd2(3)根據(jù)R＝ρS，得ΔR＝ρS，而S＝4，代入得ρ＝4ΔL.6．[實(shí)驗(yàn)原理及數(shù)據(jù)處理]為測(cè)定一段金屬絲的電阻率ρ，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖14甲所示的電路．a(chǎn)b是一段電阻率較大的粗細(xì)均勻的電阻絲，電路中的保護(hù)電阻R＝4.0Ω，電源的電0動(dòng)勢(shì)E＝3.0V，電流表阻忽略不計(jì)，滑片P與電阻絲始終接觸良好．(1)實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑如圖乙所示，其示數(shù)為d＝________mm.圖14(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，分別測(cè)量出每次實(shí)驗(yàn)中aP長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流值I，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：x(m)0.100.200.300.400.500.60I(A)0.490.430.380.330.310.2811I(A－1)2.042.332.633.033.233.57①將表中數(shù)據(jù)描在1I－x坐標(biāo)紙中，如圖15所示．試作出其關(guān)系圖線，圖象中直線的斜率的表達(dá)式k＝________(用題中字母表示)，由圖線求得電阻絲的電阻率ρ為________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)．圖151②根據(jù)I－x關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義，可求得電源的阻為________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．4ρ答案(1)0.400(2)①圖線見解析圖πEd21.1×10－6②1.4解析(1)由題圖乙所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm.(2)①如圖所示．1 x E I πd2根據(jù)圖象由電阻定律可得R＝ρS，由歐姆定律可得：R＝I，則圖象斜率k＝x，S＝41ΔI4ρ聯(lián)立解得：k＝πEd2＝Δx代入數(shù)據(jù)得：3.6－1.8k＝＝30.6聯(lián)立解得電阻率為：kπEd2ρ＝4代入數(shù)據(jù)得：ρ≈1.1×10－6Ω·m；1②根據(jù)I－x關(guān)系圖線縱軸截距為1.8，此時(shí)待測(cè)電阻絲的電阻為0，由閉合電路歐姆定律得：E＝I(r＋R)01即：3＝(r＋4.0)1.8得：r＝1.4Ω計(jì)算電阻率的兩種方法RS得的阻R＝I1R1.得的阻R＝I1R1.2．通過有關(guān)圖象來求電阻率．圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是最常用的方法之一，要從物理規(guī)律出發(fā)，寫出圖象的函數(shù)關(guān)系式，弄清斜率、截距等的物理意義，從而求出相關(guān)物理量．考點(diǎn)三電阻的測(cè)量電阻測(cè)量的六種方法1．伏安法外接法：電路圖 內(nèi)接法：特點(diǎn)：大小外(接法測(cè)量值偏大，測(cè)大電阻時(shí)應(yīng)用接法測(cè)量，測(cè)小電阻時(shí)應(yīng)采用外接法測(cè)量)2．安安法若電流表阻已知，則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來使用．(1)如圖16甲所示，當(dāng)兩電流表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí)，如果已知的阻R，則可測(cè)12I2(2)如圖乙所示，當(dāng)兩電流表的滿偏電壓U?U時(shí)，如果已知的阻R，串聯(lián)一定值電 A2 A1 1.....圖196．半偏法測(cè)電流表阻電路圖如圖20所示圖20步驟： 2 1 0 g 0 2(3)由上可得R＝R.A(1)斷開S，閉合S，調(diào)節(jié)R，使的示數(shù)滿偏為I(1)斷開S，閉合S，調(diào)節(jié)R，使的示數(shù)滿偏為I；(2)保持R不變，閉合S，調(diào)節(jié)電阻箱R，使的示數(shù)為Ig2； 0 A??；電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)選大些的，這樣表滿偏時(shí)R才足夠大，閉合S時(shí)總電流變化才足夠小，0 2誤差才?。?．[伏安法測(cè)電阻](2014·理綜·22)小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣，于是用伏安法測(cè)量其電阻值．(1)圖21是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖中畫出．圖21圖22(2)小明用電流表接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖上，如圖22所示．在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(填“○”或“×”)表示的．(3)請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻為_______Ω.答案(1)見解析圖甲(2)×(3)見解析圖乙用“×”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，1.2(1.1～1.3均可)，用“○”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí)，1.6(1.5～1.7均可)解析(1)連線如圖甲所示．甲 乙(2)U－I圖象如圖乙所示，U－I圖象的斜率反映了電阻的大小，而用電流表接法時(shí)測(cè)得的電阻偏大，外接法時(shí)測(cè)得的電阻偏小，所以外接法的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“×”表示的．ΔU(3)在U－I圖象上，選用外接法所得的“×”連線，則R＝ΔI＝1.2Ω，選用接法所得的“○”ΔU連線，則R＝ΔI＝1.6Ω.8．[電表改裝和電阻測(cè)量]現(xiàn)要測(cè)量電流表G的阻，給出下列器材：電流表G(量程5mA，1阻r約為150Ω)1電流表G(量程10mA，阻r約為100Ω)2定值電阻R＝100Ω定值電阻R＝10Ω 1 2滑動(dòng)變阻器R(0～200Ω)3干電池E(1.5V，阻未知)單刀單擲開關(guān)S導(dǎo)線若干D．定值電阻一個(gè)(0.5kΩ，額定電流0.3A)E．交流電流表一個(gè)(0～0.3A)請(qǐng)?jiān)谔摼€框畫出電路原理圖．答案(1)1210小于(2)見解析圖解析(1)正常工作時(shí)電壓為額定電壓，故有P＝，所以R＝＝1210Ω；燈泡在正常工作時(shí)發(fā)熱，燈絲電阻率增大，電阻增大，因而用歐姆擋測(cè)量時(shí)阻值應(yīng)小于正常工作時(shí)的電阻值．(2)應(yīng)用替代法．因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作的電阻值，故應(yīng)串聯(lián)一定值電阻，電路原理圖如圖所示．10．[半偏法測(cè)電阻](2015·新課標(biāo)Ⅱ·23)電壓表滿偏時(shí)通過該表的電流是半偏時(shí)通過該表電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的阻(半偏法)，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：待測(cè)電壓表(量程3V，阻約為3000Ω)，電阻箱R(最大阻值為99999.9Ω)，滑動(dòng)變0阻器R(最大阻值100Ω，額定電流2A)，電源E(電動(dòng)勢(shì)6V，阻不計(jì))，開關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線1若干．(1)虛線框?yàn)樵撏瑢W(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整(如圖24)．圖24(2)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫出實(shí)驗(yàn)步驟：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)將這種方法測(cè)出的電壓表阻記為R′，與電壓表阻的真實(shí)值R相比，R′________R(填 V V V V......“＞”、“＝”或“＜”)，主要理由是____________________．答案(1)見解析圖(2)見解析(3)＞理由見解析解析(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．(2)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小；閉合開關(guān)S、S，調(diào)1 2節(jié)R，使電壓表的指針滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開S，調(diào)節(jié)電阻箱R，使2 0電壓表的指針半偏，讀取電阻箱的電阻值，此即為測(cè)得的電壓表阻．(3)斷開S，調(diào)節(jié)電阻箱R使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓0也增大，此時(shí)R兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故R′＞R.0 V V考點(diǎn)四實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新11．[實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新]有一根細(xì)長(zhǎng)且均勻的空心金屬管線，長(zhǎng)約30cm，電阻約為5Ω，已知這種金屬的電阻率為ρ，現(xiàn)在要盡可能精確測(cè)定它的徑d.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線外徑D時(shí)刻度的位置如圖25a所示，從圖中讀出外徑為________mm，應(yīng)用________(選填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”)測(cè)金屬管線的長(zhǎng)度L；圖25(2)測(cè)量金屬管線的電阻R，為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表0～3V，阻約10kΩB．電壓表0～15V，阻約50kΩC．電流表0～0.6A，阻約0.05ΩD．電流表0～3A，阻約0.01ΩE．滑動(dòng)變阻器，0～10ΩF．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選____________，電流表應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________；(填序號(hào))(3)實(shí)驗(yàn)中他的實(shí)物接線如圖b所示，請(qǐng)指出接線中的兩處明顯錯(cuò)誤．錯(cuò)誤1：___________________________________________________________________錯(cuò)誤2：___________________________________________________________________(4)用已知的物理常數(shù)和應(yīng)直接測(cè)量的物理量(均用符號(hào)表示)，推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線徑的表達(dá)式d＝______________；(5)在實(shí)驗(yàn)中，下列說確的是________．A．為使電流表讀數(shù)明顯，應(yīng)使電流盡可能大些B．為操作方便，中間過程可保持開關(guān)S一直處于閉合狀態(tài)C．千分尺的精確度是千分之一毫米D．用千分尺測(cè)量直徑時(shí)必須估讀一位答案(1)5.200毫米刻度尺(2)ACE(3)導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上采用了電流表接法4ρIL(4)D2－πU(5)D解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：D＝5mm＋20.0×0.01mm＝5.200mm；測(cè)量30cm金屬管長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)用毫米刻度尺來測(cè)量．(2)由于兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選A；由于通過金屬管的最大電流為ImU3＝R＝5A＝0.6A，所以電流表應(yīng)選C.為了較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E.x(3)由于待測(cè)金屬管阻值遠(yuǎn)小于電壓表阻，所以電流表應(yīng)用外接法，連線圖中的兩處明顯錯(cuò)誤分別是：錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上；錯(cuò)誤2：采用了電流表接法．(4)設(shè)金屬管線徑為d，根據(jù)電阻定律應(yīng)有：ρLR＝ ，1 1πD2－πd24 4U又R＝I，4ρIL聯(lián)立可得：d＝D2－πU(5)由金屬的電阻率隨溫度的升高而增大可知，通過待測(cè)金屬管線的電流不能太大，所以A錯(cuò)誤；為減小溫度的影響，中間過程應(yīng)斷開開關(guān)，所以B錯(cuò)誤；千分尺的精確度是0.01mm，1即應(yīng)精確到毫米，所以C錯(cuò)誤；千分尺讀數(shù)時(shí)必須估讀一位，即估讀到0.001mm，所以100D正確．12．[液體電阻率的測(cè)量]如圖26是一同學(xué)測(cè)量某導(dǎo)電液體電阻率的實(shí)物連線圖．圖中均勻的長(zhǎng)直玻璃管徑為d，里面充滿待測(cè)導(dǎo)電液體，玻璃管兩端各裝有一電極，電極距離為L(zhǎng).圖26(1)根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框畫出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其中導(dǎo)電液體用電阻R表示．x(2)在接通電路前，為保證器材安全滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到最________端(填“左”或“右”)．在電路調(diào)試時(shí)，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)：閉合開關(guān)S后，單刀雙擲開關(guān)S接到a接點(diǎn)時(shí)電壓 1 2表示數(shù)為4.5V、電流表示數(shù)為180μA；單刀雙擲開關(guān)S接到b接點(diǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為4.6V、2電流表示數(shù)為164μA.正式測(cè)量時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，單刀雙擲開關(guān)S應(yīng)接到________點(diǎn)2(填“a”或“b”)．(3)該同學(xué)正確完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)得該段液體的電阻R，則該導(dǎo)電液體的電阻率的表達(dá)式為ρ＝0______________(用R、L、d等表示)．0答案(1)如圖所示πRd2(2)右b(3)4L0解析(1)電路原理圖如圖所示(2)接通電路前為保證電路的安全，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，即滑片應(yīng)移到最右端．分別使用接法和外接法時(shí)電流表示數(shù)變化大，電壓表示數(shù)變化小，說明電流表對(duì)示數(shù)影響較小，即電流表阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻，為減小誤差應(yīng)當(dāng)采用電流表接法