金属材料的电阻率通常随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率随温度的升高而减少.某同学需要研究某种导电材料的导电规律,他用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z,并测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)他应选用下图所示的 电路进行实验
(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是 (填“金属材料”或“半导体材料”).
U/V |
0 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.50 |
1.60 |
I/A |
0 |
0.20 |
0.45 |
0.80 |
1.25 |
1.80 |
2.81 |
3.20 |
(3)用螺旋测微器测量线状元件Z的直径如图所示,则元件Z的直径是 mm.
(4)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A,不计电流表的内阻.结合上表数据,求出电池的电动势为 ___V,内阻为 Ω.
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为mm;
用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为____mm;
用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为____Ω。
该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0—15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0—2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S
导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=Ω·m。(保留2位有效数字)
“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用4条、6条、8条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时,橡皮筋对小车做的功记为2 W0、3W0、4W0……,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。关于该打点计时器实验,下列说法中正确的是()
A.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带。纸带上打出的点,两端密、中间疏。出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小。 |
B.当小车速度达到最大时,橡皮筋处于伸长状态,小车在两个铁钉的连线处 |
C.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度 |
D.应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度。 |
利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示,电源频率是50Hz,图中所标的是每隔4个点所取的计数点,由图中给出数据计算加速度约为m/s2.(结果保留两位有效数字。)
如图所示是甲、乙两位同学从“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中得到数据后画出的小车运动的速度–时间图象。则由图分析可知:甲的实验误差比乙的实验误差___________(填“大”或“小”),哪位同学在实验中处理纸带时舍掉了开头一些密集的点迹?___________同学(填“甲”或“乙”)。
火车在平直的轨道上启动时的加速度约0.2-0.5m/s2,几个同学在火车上,想利用火车上光滑的水平桌面作为实验台,通过实验测量火车启动时的加速度,可以提供的器材有:
A.质量m=50g的钩码
B.质量M=500g的玩具小车
C.长度约为10cm,劲度系数约为10N/m的轻弹簧(弹性限度为1.5N)
D.长为50cm的刻度尺,最小刻度为1mm
E.秒表
此外还有一些短线和挂钩等,可以用来连接和固定所选用的器材。请设计一种简单可行的实验方案,测量在平直轨道上火车启动时的加速度。设火车开始停在车站,启动后,做匀加速运动,匀加速运动持续的时间约2分钟,根据设计的实验方案,回答下列问题:实验必须选用的器材是__________。(填所用器材前的字母序号)
要测量的物理量 (写出物理量及其物理意义) :________________________
由所测量的物理量计算加速度的公式是__________________。