2020屆高考物理總復(fù)習(xí) 作業(yè)37 實(shí)驗(yàn)十 測(cè)定金屬的電阻率（含解析）

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1、作業(yè)37　實(shí)驗(yàn)十　測(cè)定金屬的電阻率 8 非選擇題 1．現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，為測(cè)量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測(cè)量圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量該圓柱體的長(zhǎng)度．螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖37－1甲和乙所示． 圖37－1 (1)由圖37－1甲讀得圓柱體的直徑為_(kāi)_______mm，長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm. (2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長(zhǎng)度分別用D、L表示，則用D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝________． 解析：(1)由題圖甲讀得圓柱體的直徑D＝1 mm＋0.5 mm＋34.

2、5×0.01 mm＝1.845 mm，由題圖乙讀得長(zhǎng)度L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm. (2)圓柱體的電阻R＝＝ρ，得ρ＝. 答案：(1)1.845　4.240　(2) 2．(2019年安徽皖南八校二聯(lián))有一個(gè)待測(cè)電阻Rx的阻值約為7.5 Ω，現(xiàn)要精確測(cè)量該待測(cè)電阻的阻值．有下列器材供選用： A．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻未知) B．電流表(0～3 A，內(nèi)阻約為0.5 Ω) C．電流表(0～100 mA，內(nèi)阻為4.0 Ω) D．定值電阻R0＝1.0 Ω E．滑動(dòng)變阻器(10 Ω，2 A) F．滑動(dòng)變阻器(1 kΩ，0.5 A) G．學(xué)生

3、電源(直流4 V)，還有開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 (1)實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用________(填“B”或“C”)． (2)實(shí)驗(yàn)中所用滑動(dòng)變阻器選用________(填“E”或“F”)． (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)要求精確測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值，測(cè)量電壓從零開(kāi)始多取幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谔摼€方框中畫(huà)出滿足實(shí)驗(yàn)要求的測(cè)量電路圖． (4)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到某組數(shù)據(jù)為電壓表示數(shù)為1.60 V，電流表示數(shù)為40.0 mA，由此數(shù)據(jù)可得待測(cè)電阻Rx＝________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 圖37－2 解析：(1)電路中可能出現(xiàn)的最大電流Im＝＝A≈0.53 A，可見(jiàn)電流表B的量程過(guò)大，直接用電流表C量程過(guò)

4、小，故可用電流表C與定值電阻并聯(lián)，此時(shí)改裝成的電流表量程為I＝Ig＋＝A＝0.5 A．(2)滑動(dòng)變阻器要用分壓電路，故選用阻值較小的E.(3)電路圖如圖37－2所示．(4)當(dāng)電流表示數(shù)為40.0 mA時(shí)，此時(shí)通過(guò)Rx的電流為Ix＝A＝0.20 A，兩端電壓Ux＝(1.60－0.040×4) V＝1.44 V，所以待測(cè)電阻Rx＝＝Ω＝7.2 Ω. 答案：(1)C　(2)E　(3)見(jiàn)解析　(4)7.2 3．(2018年高考·天津卷)某同學(xué)用伏安法測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值(約為10 kΩ)，除了Rx，開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用： A．電壓表(量程0～1 V，內(nèi)阻約為10 kΩ) B．電

5、壓表(量程0～10 V，內(nèi)阻約為100 kΩ) C．電流表(0～1 mA，內(nèi)阻約為30 Ω) D．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.05 Ω) E．電源(電動(dòng)勢(shì)1.5 V，額定電流0.5 A，內(nèi)阻不計(jì)) F．電源(電動(dòng)勢(shì)12 V，額定電流2 A，內(nèi)阻不計(jì)) G．滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍0～10 Ω，額定電流2 A) ①為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用______，電流表選用________，電源選用________．(均填器材的字母代號(hào))； ②畫(huà)出測(cè)量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖． ③該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實(shí)驗(yàn)原理上看，待測(cè)電阻測(cè)量值會(huì)________其真實(shí)值(填“大于

6、”“小于”或“等于”)，原因是__________________． 解析：①因電阻較大(約10 kΩ)，所以選大電源F(12 V)，因此電壓表選量程為10 V的B，通過(guò)電阻Rx的電流小，所以選C(1 mA)；②電路采用分壓式接法，電流表內(nèi)接、圖見(jiàn)圖37－3因電流表的分壓，所以使測(cè)量值偏大． 答案：(3)①B　C　F ② 圖37－3 ③大于　電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)際電壓(其他正確表述也可) 4．某同學(xué)要把一個(gè)量程為200 μA的直流電流計(jì)?改裝為量程為4 V的直流電壓表． (1)他按如圖37－4所示電路，用半偏法測(cè)定電流計(jì)?的內(nèi)電阻rg，其中電阻R0約為1 kΩ.為使

7、rg的測(cè)量值盡量準(zhǔn)確，在以下器材中，電源E應(yīng)選用__________，電阻R1應(yīng)選用________，電阻R2應(yīng)選用________．(填器材前的字母) 圖37－4 A．電源(電動(dòng)勢(shì)為1.5 V) B．電源(電動(dòng)勢(shì)為6 V) C．電阻箱(0～999.9 Ω) D．滑動(dòng)變阻器(0～500 Ω) E．電位器(一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng))(0～5.1 kΩ) F．電位器(0～51 kΩ) (2)該同學(xué)在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的情況下，檢查電路連接無(wú)誤后，將R2的阻值調(diào)至最大．后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次是：________，________，________，________，最后記錄R1的阻值

8、并整理好器材．(請(qǐng)按合理的實(shí)驗(yàn)順序，填下列步驟前的字母) a．閉合S1 b．閉合S2 c．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 d．調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 e．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半 f．調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度 (3)如果所得的R1的阻值為300.0 Ω，則圖中被測(cè)電流計(jì)?的內(nèi)阻rg的測(cè)量值為_(kāi)_______Ω，該測(cè)量值________(填“略大于”“略小于”或“等于”)實(shí)際值． (4)給電流計(jì)?________(填“串”或“并”)聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)_______kΩ的電阻，就可以將該電流計(jì)?改裝為量程為4 V的

9、電壓表． 解析：(1)利用半偏法測(cè)量電流計(jì)的內(nèi)阻時(shí)，所選滑動(dòng)變阻器的阻值必須大于電路所需的最小電阻，根據(jù)電路的路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，電路中的最大電流為電流計(jì)的滿偏電流，則最小阻值為Ω＝30 kΩ或Ω＝7.5 kΩ，考慮到保護(hù)電路電阻R0＝1 kΩ，則可知調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流計(jì)滿偏時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值分別接近29 kΩ或6.5 kΩ，所以電路圖中的滑動(dòng)變阻器R2不能選擇D和E，只能選擇F.電流計(jì)滿偏時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值越大，實(shí)驗(yàn)的誤差越小，所以電源應(yīng)選擇電動(dòng)勢(shì)為6 V的B，而且電位器F的阻值也滿足調(diào)節(jié)所需．R1是用來(lái)測(cè)量電流計(jì)內(nèi)阻的電阻箱，只能選C. (2)實(shí)驗(yàn)步驟為：第一步閉合S2(b)，

10、第二步調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流計(jì)滿偏(c)，第三步閉合S1(a)，第四步調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流計(jì)半偏(e)．第五步讀出R1的示數(shù)，此即為待測(cè)電流計(jì)的內(nèi)阻． (3)R1的示數(shù)即為待測(cè)電流計(jì)的內(nèi)阻，為300.0 Ω.閉合S1后，電路中的總電阻減小，當(dāng)電流計(jì)半偏時(shí)，干路電流就大于電流計(jì)的滿偏電流，流過(guò)電阻箱的電流就大于流過(guò)電流計(jì)的電流，所以電阻箱的阻值略小于被測(cè)電流計(jì)的內(nèi)阻． (4)給電流計(jì)串聯(lián)一個(gè)電阻可以改裝成電壓表，可得改裝電壓表的內(nèi)阻為RV＝＝Ω＝20 kΩ，則串聯(lián)電阻的大小為20 kΩ－300.0 Ω＝19.7 kΩ. 答案：(1)B 　C　 F　 (2)b　 c 　a　 e

11、(3)300.0　 略小于　(4)串　 19.7 5．(2018年高考·課標(biāo)全國(guó)卷Ⅲ)一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖37－5所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0＝20.0 Ω)；可視為理想電壓表．S1為單刀開(kāi)關(guān)，S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，E為電源，R為滑動(dòng)變阻器．采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn)： (1)按照實(shí)驗(yàn)原理電路圖37－5，將圖37－6中實(shí)物連線； 圖37－5 圖37－6 (2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)位置，閉合S1； (3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端，改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2； (4)待測(cè)電阻阻

12、值的表達(dá)式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)； (5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)： 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小數(shù)) 解析：(1)根據(jù)電路圖可得實(shí)物連接如圖37－7； (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及電路圖可知，Rx與R0串聯(lián)，當(dāng)開(kāi)關(guān)接1時(shí)，電壓表測(cè)量R0兩端的電壓，故電流為I＝，而開(kāi)關(guān)接

13、2時(shí)，測(cè)量?jī)呻娮杩偟碾妷?，則可知Rx兩端的電壓為U＝U2－U1，由歐姆定律有 Rx＝＝＝R0 (6)的平均值為＝3.41；則結(jié)合(4)中公式可知Rx＝R0 ＝R0＝2.41R0＝48.2 Ω. 答案：(1) 圖37－7 (4)R0　(6)48.2 6．(2019年遼寧省莊河市月考)用以下器材測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值： A．待測(cè)電阻Rx：阻值約為200 Ω； B．電源E：電動(dòng)勢(shì)約為3.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)； C．電流表A1：量程為0～10 mA，內(nèi)電阻r1＝20 Ω； D．電流表A2：量程為0～20 mA，內(nèi)電阻r2≈8 Ω； E．定值電阻R0：阻值R0＝80 Ω；

14、 F．滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值為10 Ω； G．滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值為200 Ω； H．單刀開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干． (1)為了測(cè)量電阻Rx，現(xiàn)有甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖37－8所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，你認(rèn)為正確的是________(選填“甲”“乙”或“丙”)． 圖37－8 (2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選________；在閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于________(選填“a”或“b”)端． (3)若某次測(cè)量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則Rx的表達(dá)式為Rx＝________． 解析：(1)所給的三個(gè)電路圖中，乙圖可明確確定兩支路的電流值和含有電流表的支路的

15、電阻值，由此可確定待測(cè)阻值，故乙圖正確．(2)因乙圖為滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，則用小阻值的變阻器，故應(yīng)選R1，閉合開(kāi)關(guān)前要讓測(cè)量電路電壓由小變大，故滑片P應(yīng)置于b端．(3)由并聯(lián)電路特點(diǎn)：Rx(I2－I1)＝(R0＋r1)I1得Rx＝ 答案：(1)乙　(2)R1　b　(3) 圖37－9 7．某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量一種電阻絲的電阻率．首先用到的實(shí)驗(yàn)器材為：一段拉直并固定在米尺上的電阻絲(電阻絲兩端為接線柱，電阻絲上夾上一個(gè)小金屬夾，金屬夾可在電阻絲上移動(dòng))、直流電源、電流表、定值電阻、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、螺旋測(cè)微器等． (1)利用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲直徑，其示數(shù)如圖37－9所示，該電阻絲的直徑為d

16、＝________mm. (2)請(qǐng)用筆畫(huà)線作導(dǎo)線連接如圖37－10所示實(shí)驗(yàn)器材．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，記錄相應(yīng)電阻絲接入電路中的長(zhǎng)度L和電流表的示數(shù)I，通過(guò)改變金屬夾位置進(jìn)行多次測(cè)量，并作出－L關(guān)系圖線如圖37－11所示． 　　　圖37－10　　　　圖37－11 (3)該實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)，為了測(cè)定電阻絲的電阻率還需要知道直流電源的有關(guān)數(shù)據(jù)，找來(lái)電壓表和滑動(dòng)變阻器，為了盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇圖37－12________(填“甲”或“乙”)電路，然后按正確的電路測(cè)量，作出了U－I圖象，從圖37－13中可得該直流電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V. 　　　　圖37－12　　圖37－13 (4)

17、請(qǐng)寫(xiě)出電阻絲的電阻率的表達(dá)式ρ＝________(用題中所給符號(hào)a、b、c、d、E等表示)． 解析：(1)由題圖知電阻絲的直徑為d＝0.5 mm＋0.01 mm×13.3＝0.633 mm. (2)按如圖所示實(shí)物連接如圖37－14所示． 圖37－14 (3)由＝＋L可知，測(cè)電阻率還需要知道電源的電動(dòng)勢(shì)E，采用題圖甲測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)E測(cè)

18、 (2)連線如圖37－14所示　(3)乙　3 (4) 8．實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定其實(shí)際長(zhǎng)度．該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖37－15甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度． 圖37－15 可供使用的器材有： 電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω； 電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω； 滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω； 定值電阻：R0＝3Ω； 電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)； 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干． 回答下列問(wèn)題： 圖37

19、－16 (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開(kāi)關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)． (2)在圖37－16中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接． (3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖37－15乙所示，讀數(shù)為_(kāi)_______V. (4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為_(kāi)_______m(保留2位有效數(shù)字)． 解析：(1)電壓表量程3 V，故滑動(dòng)變阻器兩端電壓大于3 V，而電流表的量程0.6 A，故變阻器的電阻大于＝5 Ω，所以應(yīng)選R2；閉合開(kāi)關(guān)時(shí)變阻器接入電路中有效值應(yīng)最大，所以滑片應(yīng)在a端． (2)根據(jù)電路圖，實(shí)物圖應(yīng)如圖37－17所示． 圖37－17 (3)由圖知，電壓表示數(shù)為2.30 V(2.29 ～2.31 V均正確) (4)Rx＝ρ知，長(zhǎng)度l＝＝ m＝94 m 答案：(1)R2　a　(2)如圖37－17所示 (3)2.30 V(2.29～2.31 V均正確) (4)94(93～95均正確) 9