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某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测得其电阻值约为2Ω.为提高测量的精度,该小组的人员从

题目详情
某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率,他们截取了一段电线,用米尺测出其长度为L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表测得其电阻值约为2Ω.为提高测量的精度,该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(用Rx表示)的电阻.
A.电源E(电动势为3.0V,内阻不计)
B.电压表V1(量程为0~3.0V,内阻约为2kΩ)
C.电压表V2(量程为0~15.0V,内阻约为6kΩ)
D.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.电流表A2(量程为0~3.0A,内阻约为0.1Ω)
F.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω,额定电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(最大阻值1kΩ,额定电流1.0A)
H.开关S一个,导线若干
(1)如图1所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径D的测量,其读数是______mm;
(2)实验时电压表选______,电流表选______,滑动变阻器选______;(只填序号)
(3)为提高实验的精确度,请你为该实验小组设计电路图2,并画在下面的方框中;
(4)某次测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯线材料的电阻率的表达式为:ρ=
πUD2
4IL
πUD2
4IL
▼优质解答
答案和解析
(1)由图1所示螺旋测微器可知,固定刻度所示为0.5mm,可动刻度示数为20.0×0.01mm=0.200mm,螺旋测微器示数为0.5mm+0.200mm=0.700mm;
(2)电源电动势为3.0V,电压表应选B;通过电线的最大电流约为:
I=
U
R
=
3
2
=1.5A,电流表应选电流表D,为方便实验操作,滑动变阻器应选择F.
(3)电路图如图所示
(4)由欧姆定律得:R=
U
I
,S=π
D2
4
,由电阻定律得:R=ρ
L
S
,则电阻率:ρ=
πUD2
4IL

故答案为:(1)0.700(2)B;D;F;(3)电路图如图所示(4)
πUD2
4IL
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