
图甲是一种特殊材料制成的均匀圆柱体物件,为了测定这种材料的电阻率,某同学先用多用电表粗测其电阻约有几万欧姆。
(1)该同学用游标卡尺测得其长为,用螺旋测微器测得其外径d如图乙,则
;
(2)这种特殊材料的电阻率 (用题中测得物理量L、d、
表达):
(3)该同学又用如图丙所示电路精确测量该物件的电阻。
①实验室提供了两款滑动变阻器:和
,为了减小误差,本实验中滑动变阻器应该选用 (填“
”或“
”)。
②将先开关置于a处,闭合开关
,调节滑动变阻器,使灵敏电流计读数为
;再将开关
置于b处,保持滑动变阻器滑片不动,调节电阻箱,当电阻箱
时,灵敏电流计示数为
。
③已知灵敏电流计的内阻为200Ω,则物件的电阻测量值 Ω。
④本次实验的测量值 (填“大于”或“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)11.016(3分) (2) (3分)
(3) (3分) 22300(3分) 大于(3分)
【详解】(1)用螺旋测微器测得外径为
(2)根据电阻定律
可得这种特殊材料的电阻率为
(3)①由为了保证开关S2和电阻箱时滑动变阻器的分压几乎不变,不管是Rx或R0与滑动变阻器左侧部分的并联电阻应该变化不大,所以为了减小误差,滑动变阻器应采用阻值较小的;
③由欧姆定律可知
代入数据解得
④本实验中S2置于a处的电流大于开关置于b处的电流,则S2置于a处与滑动变阻器左侧的并联的部分分压较小,由欧姆定律有
其中,
化简可得
当时,
为真实值,而实际上
故Rx的测量值会偏大,即Rx的测量值大于真实值。
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