備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點41 實驗:測定金屬的電阻率(含解析)

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1、實驗:測定金屬的電阻率 一、螺旋測微器的使用和讀數 1.螺旋測微器常用來測量較小物體的長度,由于讀數需估讀到0.001 mm,即千分之一毫米位,所以螺旋測微器也叫千分尺。 2.讀數時要分三步:一找整數毫米,二看半毫米,三讀螺旋刻度。 3.讀數規(guī)則: 測量值=固定刻度整數毫米(半毫米刻度露出,需讀0.5 mm)+0.01 mm×可動刻度(估讀) 螺旋測微器有50個可動刻度,轉一周平移0.5 mm,即可動刻度最小刻度對應mm=0.01 mm。 二、測定金屬的電阻率 1.實驗原理:電阻定律, 2.實驗器材: 待測材料(規(guī)則柱形元器件或提供可塑形裝置)、刻度尺(測量L)、螺旋測

2、微器(測量并計算S)、直流電源、電流表、電壓表、滑動變阻器(測量多次電阻)、開關、導線若干。 3.主要實驗步驟: (1)測量材料器件的尺寸參數,包括橫截面積和長度,需多次測量取平均值; (2)測量材料器件的電阻(根據提供器材和器件的性質選定測量方法); (3)根據電阻定律計算材料電阻率。 4.已知電阻率測量元器件的尺寸參數: 實驗目的是為了測量用刻度尺和螺旋測微器不易測量的尺寸參數,如較長導線的長度、不規(guī)則的橫截面積、對螺旋測微器的測量范圍仍然較小的尺寸等。 (1)測量材料器件便于測量的尺寸參數,計算橫截面積或長度; (2)測量材料器件的電阻; (3)根據已知電阻率和電阻定

3、律計算材料的未知尺寸參數。 5.誤差分析: 刻度尺、螺旋測微器、電流表、電壓表讀數時的偶然誤差,電阻測量方法存在的系統(tǒng)誤差等。 (2018·福建省師大附中高二上學期期中考試物理試題)現有一合金制成的圓柱體,用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑,用游標卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標卡尺的示數如圖(a)和圖(b)所示。 (1)由圖(a)讀得圓柱體的直徑為___________mm; (2)由圖(b)讀得圓柱體的長度為___________mm。 【參考答案】(1)1.847±0.002 (2)42.40 【詳細解析】(1)由圖(a)讀得圓柱體的直徑為:1.5 m

4、m+0.01 mm×34.7=1.847 mm; (2)由圖(b)讀得圓柱體的長度為:4.2 cm+0.05 mm×8=42.40 mm。 【易錯警示】螺旋測微器和游標卡尺在讀數時一般所讀數以毫米為單位,要特別注意題目所要求的讀數單位是否也為毫米;注意游標卡尺的主尺刻度單位,每小格為1 mm,每大格為1 cm,用主尺刻度加游標刻度時最好統(tǒng)一單位,以免計算錯誤。 1.某同學利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時的示數如圖(a)所示,測量金屬板厚度時的示數如圖(b)所示。圖(a)所示讀數為_________mm,圖(b)所示讀數為_________mm,所測金屬板的厚度為_

5、________mm。 【答案】0.010 6.870 6.860 【解析】圖(a)所示讀數為0.01×1.0 mm=0.010 mm,圖(b)所示讀數為6.5 mm+0.01×37.0 mm=6.870 mm,所測金屬板的厚度為6.870 mm–0.010 mm=6.860 mm。 2.(2018·湖北省荊門市龍泉中學電磁學部分綜合考察試題)下圖A、B、C中分別為用游標卡尺測某物體寬度d,用電壓表、電流表測某一電阻上電壓U和電流I的刻度示意圖,請分別寫出對應的讀數: d=_____________mm,U=_____________V,I=_____________A。

6、 【答案】10.55 2.62 0.52 【解析】d=1 cm+0.05 mm×11=10.55 mm;電壓表最小刻度為0.1 V,則讀數U=2.62 V ;電流表最小刻度為0.02 A,則讀數I=0.52 A。 利用螺旋測微器、米尺和如圖所示的器材(其中電流表內阻為1 Ω,電壓表內阻為5 kΩ,電源電動勢為6 V,滑動變阻器阻值為0~20 Ω)測量一根粗細均勻的阻值約為5 Ω的金屬絲的電阻率。 (1)用筆畫線代替導線,將圖中的器材連接成實物電路,要求導線盡量避免交叉,電流表、電壓表選擇合適的量程。 (2)實驗時,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,用米尺測量金屬絲的長度

7、,電流表、電壓表的讀數也如圖所示。由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U=________,流過金屬絲的電流強度I=________,金屬絲的長度L=________,金屬絲的直徑d=________。 (3)該金屬絲的電阻率是______________(保留兩位有效數字)。 【參考答案】(1)如圖所示 (2)2.20 V 0.44 A 30.50 cm 1.850 mm (3)4.4×10–5 Ω·m 【詳細解析】(1)由于金屬絲電阻遠小于電壓表內阻,因此電流表采用外接法;由于金屬絲電阻比滑動變阻器總電阻小,因此滑動變阻器采用限流式接法,為保證滑動變阻器起限流作用;電路

8、中最大電流為,故電流表應選0.6 A量程,電壓表選3 V量程。 (2)電壓表量程是3 V,所以讀數是2.20 V;電流表量程是0.6 A,所以讀數是0.44 A;米尺的讀數是40.50 cm–10.00 cm=30.50 cm;螺旋測微器的讀數是1.5 mm+0.01×35.0 mm=1.850 mm。 (3)由電阻定律得。 【解題必備】實驗中常用的測量儀器中,游標卡尺的讀數不需要估讀,其他都需要估讀。電流表和電壓表根據分度值的不同估讀方法也不同。若分度值最后一位數字是1,則需估讀到下一位;若分度值最后一位數字是2或5,則只需估讀該位。分別叫做十分之一估讀、二分之一估讀和五分之一估讀。

9、 1.(2018·云南省玉溪第一中學高二上學期期中考試物理試題)有一根細而均勻的管狀導電原件(如圖所示),此原件長L約為3 cm,電阻較小。已知這種材料的電阻率為ρ,因該樣品的內圓直徑太小,無法直接測量,為了測量其內圓直徑可先測其電阻R。 (1)某研究小組采用如圖電路測量原件電阻R,電流表和電壓表的示數分別為U、I,則R=__________,此測量結果與真實值比較偏_________(填大或?。?。 (2)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖左所示,其示數L=__________mm;用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖右所示,其示數D=___________mm。 (3)用已知物理量

10、的符號和測量的符號來表示樣品的內徑d=_________________。 【答案】(1)U/I 小 (2)30.25 3.204~3.206 (3) 【解析】(1)由歐姆定律可知,,由于電壓表的分流作用,使流過R的電流小于測量值,所以測量值比真實值偏??; (2)由圖示游標卡尺可知,其示數為:L=30 mm+5×0.05 mm=30.25 mm; 由圖示螺旋測微器可知,其示數為:D=3 mm+20.5×0.01 mm=3.205 mm。 (3)待測電阻阻值:, 解得: 2.某市質監(jiān)局對市場上出售的純凈水質量進行了抽測,結果發(fā)現競有九成樣品的細菌超標或電阻率不合格(電阻率

11、是檢驗純凈水是否合格的一項重要指標)。對純凈水樣品進行檢驗時,將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(如圖甲),容器兩端用直徑為D的金屬圓片電極密封(忽略容器壁的厚度)制成檢查樣品。實驗步驟如下: A.用螺旋測微器測量樣品的厚度L; B.選用多用電表“×1 k”擋,按正確的操作步驟測此容器的電阻,示數如圖乙所示,阻值為_____kΩ; C.為更精確地測量其電阻,可供選擇的器材如下: 電流表A1(量程1 mA,內阻約為2 Ω) 電流表A2(量程100 μA,內阻約為10 Ω) 電壓表V1(量程l V,內阻r=10 kΩ) 電壓表V2(量程l5 V,內阻約為30 kΩ)

12、 定值電阻R0 =10 kΩ 滑動變阻器R(最大阻值5 Ω) 電源E(電動勢約為4 V,內阻約為1 Ω) 開關一只,導線若干 為了使測量盡量準確,電壓表應選______,電流表應選_______。根據你選擇的器材,請在虛線框內畫出實驗電路圖。若電壓表示數為U,電流表示數為I,則檢驗樣品的電阻率為ρ=_______________(用物理量符號表示)。 【答案】22 V1 A2 如圖所示 【解析】該電阻的阻值約為22 kΩ;電源電動勢為4 V,電壓表V2量程太大,電壓表V1量程太小,應將V1與定值電阻R0串聯,改裝成量程為2 V的電壓表;通過待測電阻的最大電流約

13、為,所以電流表選擇A2?;瑒幼冏杵髯畲笞柚颠h小于待測電阻,所以滑動變阻器采用分壓式接法;待測電阻遠大于電流表內阻,所以電流表采用內接法。根據歐姆定律和電阻定律有,又,可得電阻率。 (2018·福建省閩侯二中五校教學聯合體高二上學期期中考試)在“測定金屬的電阻率”的實驗中,用螺旋測微器測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示,用米尺測出金屬絲的長度,金屬絲的電阻大約為5 Ω,先用伏安法測出金屬絲的電阻R,然后根據電阻定律計算出該金屬材料的電阻率。 (1)從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm。 (2)為此取來兩節(jié)新的干電池、電鍵和若干導線及下列器材: A.電壓表0~3 V,內

14、阻10 kΩ B.電壓表0~15 V,內阻50 kΩ C.電流表0~0.6 A,內阻0.05 Ω D.電流表0~3 A,內阻0.01 Ω E.滑動變阻器,0~10 Ω F.滑動變阻器,0~100 Ω 要求較準確地測出其阻值,電壓表應選______,滑動變阻器應選_______。(填序號) (3)實驗中某同學的實物接線如圖所示,請指出該同學實物接線中的兩處明顯錯誤。 錯誤1:__________________;錯誤2:_______________________。 (4)實驗中某組電壓表的示數如圖A所示,則U=_________V,電流表的示數如圖B所示,則I=__

15、________A。 (5)若用L表示金屬絲的長度,d表示直徑,測得電阻為R,請寫出計算金屬絲電阻率的表達式ρ=__________。 【參考答案】(1)0.666~0.669 (2)A E (3)錯誤1:導線連接在滑動變阻器的滑片上 錯誤2:采用了電流表內接法 (4)2.10 0.40 (5) 【詳細解析】(1)固定刻度讀數:0;半刻度讀數:0.5 mm;可動刻度讀數0.01 mm×16.8=0.168 mm;故螺旋測微器讀數為:0.668 mm; (2)兩節(jié)干電池電動勢共為3 V,為減小讀數誤差,選小量程電壓表,故選A;滑動變阻器的特點是:電阻大的調節(jié)精度低,電阻變化

16、快,操作不方便,故選小電阻的,即選E; (3)在連接的電路中的兩處錯誤是:導線連接在滑動變阻器的滑片上了;采用了電流表內接法,電壓表的“+3”接線柱應該接在電鍵的左接線柱上; (4)電壓表的示數U=2.10 V,電流表的示數I=040 A。 (5)由歐姆定律可知,待測金屬絲電阻,由電阻定律可知,,則金屬絲電阻率ρ=。 【名師點睛】測定電阻率實驗的主要考點就是電阻的測量,其后只要結合電阻定律靈活解題即可。 1.(2018·湖北省荊門市龍泉中學上學期高二年級期末考試)(1)某學生用螺旋測微器在測定某一金屬絲的直徑時,測得的結果如下左圖所示,則該金屬絲的直徑d=______mm。另一位

17、學生用游標尺上標有20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度,測得的結果如下右圖所示,則該工件的長度L=______cm。 (2)某待測電阻Rx的阻值約為20 Ω,現要測量其阻值,實驗室提供器材如下: A:電流表A1(量程150 mA,內阻r1=10 Ω) B:電流表A2(量程20 mA,內阻r2=30 Ω) C:定值電阻R0=100 Ω D:滑動變阻器R,最大阻值為10 Ω E:電源E,電動勢E=4 V(內阻不計) F:開關S及導線若干 ①根據上述器材完成此實驗,測量時要求電表讀數不得小于其量程的,請你畫出測量Rx的一種實驗原理圖(圖中元件用題干中相應英文字母符號標注

18、)。 ②實驗時電流表A1的讀數為I1,電流表A2的讀數為I2,用已知和測得的物理量表示Rx=________________。 【答案】(1)3.206(或3.205,3.207) 5.015 (2)①或 ②或 【解析】(1)金屬絲的直徑d=3 mm+0.01 mm×20.6=3.206 mm。工件的長度L=5 cm+3×0.05 mm=5.015 cm。 (2)實驗器材中沒有電壓表,可以用電流表A2(量程20 mA,內阻r2=30 Ω)與定值電阻R0=100 Ω串聯構成電壓表;滑動變阻器采用分壓電路,則電路圖如圖: 甲

19、 乙 在甲電路中,根據歐姆定律可知:;在乙電路中: 2.有一根細長而均勻的金屬管線樣品,橫截面如圖所示。此樣品重約1~2 N、長約30 cm、電阻約10 Ω。已知這種金屬的電阻率為ρ,密度為ρ0。因管內中空部分截面積形狀不規(guī)則,無法直接測量,現要設計一個實驗方案,測量中空部分的截面積S0。實驗室提供有如下器材: A.毫米刻度尺 B.螺旋測微器 C.電流表(600 mA,1.0 Ω) D.電流表(3 A,0.1 Ω) E.電壓表(3 V,6 kΩ) F.滑動變阻器(20 Ω,0. 5 A) G.滑動變阻器(10 kΩ,2 A) H.蓄電池組(6 V,

20、0.05 Ω) I.開關一個,導線若干 (1)除待測金屬管線外,還應選用的器材有_______________(只填字母代號)。 (2)在方框中畫出實驗電路圖,并在實物圖中用筆畫線代替導線連接電路。 (3)實驗中要測量的物理量及其符號有______________________________________________________,計算金屬管線中空部分的截面積的表達式為S0=______________。 【答案】(1)ABCEFHI (2)如圖所示 (3)橫截面邊長a、管線長度L、電壓表示數U、電流表示數I 【解析】(1)本實驗需要用刻度尺測量

21、長度,螺旋測微器測量橫截面邊長a;設計電路用伏安法測電阻,要有H和I,電壓表只有E,則最大電流約為,電流表應選擇C;滑動變阻器應選用最大阻值小的F,采用分壓接法。故用ABCEFHI; (2)待測電阻遠小于電壓表內阻,故電流表采用外接法。 (3)根據歐姆定律和電阻定律有,其中,可得。故需要測量橫截面邊長a、管線長度L、電壓表示數U、電流表示數I。 1.為了提高螺旋測微器的讀數精度,有人對螺旋測微器進行了這樣的改進,在螺旋測微器固定刻度的上半部刻了10個等分刻度,固定刻度的“橫線”是10等分刻度的0刻度線,這10個分度的總長度與可動刻度上9個分度的總長度相等,如圖所示。經過改進的螺旋

22、測微器的精度為________mm,圖中螺旋測微器的讀數為_______mm。 2.(2018·江蘇省如東高級中學2018-2019學年第一學期期中考試)用游標卡尺測得某材料的長度如圖甲所示,讀數L=______cm; 用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示,讀數D=_________mm. 甲 乙 3.在“測定金屬的電阻率”的實驗中, (1)某同學用螺旋測微器測金屬絲直徑時,測得結果如圖1所示,則該金屬絲的直徑為______mm。 (2)用量程為3 V的電壓表和量程為0.6 A的電流表測金屬絲的電壓和

23、電流時讀數如圖2所示,則電壓表的讀數為_____V,電流表的讀數為_______A。 (3)用米尺測量金屬絲的長度L=0.810 m,利用以上測量數據,可得這種材料的電阻率為________Ω·m(保留兩位有效數字)。 4.(2018·福建省三明市第一中學高二上學期半期檢測物理試題)在測定金屬電阻率的實驗中,某同學連接電路如圖所示。閉合開關后,發(fā)現電路有故障(已知電源、電表和導線均完好,電源電動勢為E)。 (1)若電流表示數為零、電壓表示數為E,則發(fā)生故障的是________斷路。(填“待測金屬絲”、“滑動變阻器”或“開關”)。 (2)實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖所示

24、,其示數D=__________mm。 5.在“測定金屬的電阻率”實驗中,某同學所測的金屬導體的形狀如圖甲所示,其橫截面為空心的等邊三角形,外等邊三角形的邊長是內等邊三角形邊長的 2 倍。為了合理選用器材設計測量電路,他先用多用表的歐姆“×1”擋按正確的操作步驟粗測其電阻,指針如圖乙所示,讀數為______Ω。 現利用實驗室的下列器材,精確測量它的電阻 R,以便進一步測出該材料的電阻率ρ: A.電源E(電動勢3 V,內阻約1 Ω) B.電流表A1(量程為0~0.6 A,內阻r1 約1 Ω) C.電流表A2(量程為0~0.6 A,內阻r2=5 Ω) D.最大阻值為10 Ω的

25、滑動變阻器R0 E.開關S,導線若干 (1)請在圖丙的方框內畫出實驗電路圖。 (2)先將R0調至最大,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器R0,記下各電表讀數,再改變R0進行多次測量。在所測得的數據中選一組數據,用測量量和已知量來計算R時,若A1的示數為I1,A2的示數為I2,則該金屬導體的電阻R=_____________。 (3)該同學用刻度尺測量導體的長度為L,用螺旋測微器測量了外三角形的邊長a。用已經測得的物理量R、L、a表示該金屬材料電阻率ρ=__________。 6.(2018·廣東省云浮一中高三物理高考模擬考試理科綜合物理試題)(1)在“測定金屬絲的電阻率”實驗中,先用螺旋測微

26、器測出金屬絲的直徑,測量示數如圖甲所示,則金屬絲的直徑d=________mm。 (2)在測定電源電動勢和內阻的實驗中,實驗室僅提供下列實驗器材: A.干電池兩節(jié),每節(jié)電動勢約為,內阻約幾歐姆 B.直流電壓表、,量程均為,內阻約為3 C.電流表,量程0.6 A,內阻小于1 Ω D.定值電阻,阻值為5 E.滑動變阻器R,最大阻值50 F.導線和開關若干 ①如圖所示的電路是實驗室測定電源的電動勢和內阻的電路圖,按該電路圖組裝實驗器材進行實驗,測得多組、數據,并畫出圖象,求出電動勢和內電阻。電動勢和內阻的測量值均偏小,產生該誤差的原因是__________________,這種誤

27、差屬于_______________。(填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”) ②實驗過程中,電流表發(fā)生了故障,某同學設計如圖甲所示的電路,測定電源電動勢和內阻,連接的部分實物圖如圖乙所示,其中還有一根導線沒有連接,請補上這根導線。 ③實驗中移動滑動變阻器觸頭,讀出電壓表和的多組數據、,描繪出圖象如圖丙所示,圖線斜率為,與橫軸的截距為,則電源的電動勢__________,內阻___________(用、、表示)。 7.一研究性學習小組欲通過測定工業(yè)污水(含多種重金屬離子)的電阻率來判斷某工廠廢水是否達到排放標準(一般工業(yè)廢水電阻率的達標值為ρ≥200 Ω·m),如圖1所示為該組同學所用盛

28、水容器,其左、右兩側面為金屬薄板(電阻極?。溆嗝嬗山^緣材料制成,左右兩側帶有接線柱。容器內表面長a=40 cm,寬b=20 cm,高c=10 cm,將水樣注滿容器后,進行以下操作: (1)分別用多用電表歐姆“×l00”、“×1 k”擋粗測水樣的電阻,表盤上指針如圖2所示,則所測水樣的電阻約為_______Ω。 (2)為更精確地測量所取水樣的電阻,該小組從實驗室中找到如下器材; A.電流表(量程6 mA,內阻RA=20 Ω) B.電壓表(量程15 V,電阻RV約10 kΩ) C.滑動變阻器(0~20 Ω,允許通過最大電流為1 A) D.電源(電動勢12 V,內阻約10 Ω)

29、 E.開關一只、導線若干 請在圖3的實物圖中完成電路連接。 (3)正確連接電路后,閉合開關,測得一組U、I數據;再調節(jié)滑動變阻器,重復上述測量步驟,得出一系列數據如表所示,請在圖4的坐標紙中作出U–I關系圖線。 (4)由以上測量數據可以求出待測水樣的電阻率為_________Ω·m(保留三位有效數字),據此可知,所測水樣在電阻率這一指標上__________(選填“達標”或“不達標”)。 8.在“測量金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準、待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。 (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結果如圖1所示,其讀數為_____

30、_mm(該值接近多次測量的平均值)。 (2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為:電池組(電動勢3 V,內阻約1 Ω)、電流表(內阻約0.1 Ω)、電壓表(內阻約3 kΩ)、滑動變阻器(0~20 Ω,允許通過最大電流為2 A)、開關、導線若干。某小組同學利用以上器材正確連接好電路,進行實驗測量,記錄數據如下: 次數 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0. 460 0.520 由以上實驗數據可知,他們

31、測量Rx是采用圖2中的_______(填“甲”或“乙”)電路。 (3)圖3 是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導線,滑動變阻器滑片P置于變阻器的一端。請根據(2)所選的電路圖,用筆畫線代替導線連接實物圖。 (4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系,如圖4所示,圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點。請在圖4中標出第2、4、6次測量數據的坐標點,描繪出U–I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx=______Ω(保留兩位有效數字)。 (5)根據以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為__________Ω·m。(填選項前的符號) A.1×10–2

32、 B.1×10–3 C.1×10–5 D.1×10–6 (6)下列關于實驗誤差的說法中正確的是________。 A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時,由于讀數引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B.由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差 C.若將電流表和電壓表的內阻計算在內,可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差 D.用U–I圖象處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 9.(2018·重慶市第一中學高三上學期期中考試理科綜合物理試題)要測量一段阻值大約為100 Ω粗細均勻的電阻絲的電阻率,除刻度尺、螺旋測微

33、器、電源E(電動勢為3 V、內阻約為0.5 Ω)、最大阻值為20 Ω的滑動變阻器R、開關S、導線若干外,還有電流表和電壓表各兩只供選擇:A1(量程1 A、內阻約為1 Ω)、A2(量程30 mA、內阻約為2 Ω)、V1(量程3 V、內阻約為1 000 Ω)、V2(量程15 V、內阻約為3 000 Ω)。 (1)用螺旋測微器測量電阻絲的直徑,如圖所示,則電阻絲的直徑為______mm。 (2)為了使測量有盡可能高的精度,電流表應選__________,電壓表應選__________。(填題目中的對應符號) (3)實驗電路應選擇下列電路中的________。 A.

34、 B. C. D. (4)若用刻度尺測得電阻絲的長度為L,用螺旋測微器測得電阻絲的直徑為d,電流表的讀數為I,電壓表的讀數為U,則該電阻絲的電阻率表達式為ρ=________。 10.金屬絲ab由兩段粗細相同、材料不同的金屬拼接而成,但僅從外觀上看不出拼接點的位置。為找到拼接點的位置,同時測出兩種材料的電阻率,某同學進行了如下實驗: (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d時如圖1所示,則d=_______mm。 (2)將歐姆表的選擇開關撥至“×l”擋,進行歐姆表調零后測量金屬絲的電阻,表盤指針如圖2所示,則金屬絲的電阻為______Ω。 (3)將金屬

35、絲ab拉直后固定在絕緣米尺上,a端點與米尺0刻度線對齊,測得金屬絲長度為99.00 cm。在金屬絲上夾上一個可移動的小金屬夾P,用圖3電路進行測量。閉合開關S,移動滑動變阻器的滑動觸頭,保持電流表的示數為0.45 A不變,電壓表的示數U與對應aP長度x如下表: 利用描點法在圖4中繪出U–x圖象(圖中已描出了部分數據點)。 (4)由繪出的U–x圖象可知,兩種材料的拼接點與a的距離為______cm。 (5)兩種材料中,較大的電阻率是___________Ω·m。(保留兩位有效數字) 11.(2018·福建省福州第一中學高二上學期11月期中考)在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用

36、測量儀器均已校準,待測金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。 (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結果如圖所示,其讀數應為:________mm。 (2)某同學用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為: 電池組(電動勢為3 V,內阻約為1 Ω), 電流表(內阻約為0.1 Ω), 電壓表(內阻約為3 kΩ), 滑動變阻器R(0~20 Ω,額定電流為2 A), 開關,導線若干。 記錄數據如下: 次數 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020

37、 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上實驗數據可知測量Rx是采用圖1中的圖__________(選填“甲”或“乙”)。 (3)圖2是測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已經連接了部分導線,請根據圖1所選的電路圖,補充完成圖中實物間的連線。 (4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系,如圖3所示,圖中已經標出了與測量數據相對應的四個點,請在圖3中標出第2、4、6次測量數據的坐標點,并描繪出U–I圖線。請根據由圖線及以上數據可以估算出金屬絲電阻率約為__________(填選項前的符號)。 A.1×10–2 Ω·m

38、 B.1×10–3Ω·m C.1×10–6Ω·m D.1×10–8Ω·m 12.(2018·天津卷)某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 kΩ),除了Rx,開關S、導線外,還有下列器材供選用: A.電壓表(量程0~1 V,內阻約10 kΩ) B.電壓表(量程0~10 V,內阻約100 kΩ) C.電流表(量程0~1 mA,內阻約30 Ω) D.電流表(量程0~0.6 A,內阻約0.05 Ω) E.電源(電動勢1.5 V,額定電

39、流0.5 A,內阻不計) F.電源(電動勢12 V,額定電流2 A,內阻不計) G.滑動變阻器R0(阻值范圍0~10 Ω,額定電流2 A) (1)為使測量盡量準確,電壓表選用_______,電流表選用_______,電源選用_______。(均填器材的字母代號); (2)畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。 (3)該同學選擇器材、連接電路和操作均正確,從實驗原理上看,待測電阻測量值會_______其真實值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是_________________。 13.(2014·海南卷)現有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率,現用伏安法測量圓柱體兩端之間的電阻,

40、用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑,用游標卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標卡尺的示數如圖(a)和圖(b)所示。 (1)由上圖讀得圓柱體的直徑為________mm,長度為________cm。 (2)若流經圓柱體的電流為I,圓柱體兩端之間的電壓為U,圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示,則用D、L、I、U表示的電阻率的關系式為ρ=____________。 14.(2014·江蘇卷)某同學通過實驗測量一種合金的電阻率。 (1)用螺旋測微器測量合金絲的直徑。為防止讀數時測微螺桿發(fā)生轉動,讀數前應先旋緊圖中部件______(選填“A”、“B”、“C”或“D”)。從圖中的示數可讀出合金

41、絲的直徑為________mm。 (2)如圖所示是測量合金絲電阻的電路,相關器材的規(guī)格已在圖中標出。合上開關,將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中,發(fā)現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字)之間出現了_______(選填“短路”或“斷路”)。 (3)在電路故障被排除后,調節(jié)滑動變阻器,讀出電壓表和電流表的示數分別為2.23 V和38 mA,由此,該同學算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7 Ω。為了更準確地測出合金絲的阻值,在不更換實驗器材的條件下,對實驗應作怎樣的改進? 請寫出兩條建議。 _____

42、____________________________________________________; _________________________________________________________。 15.(2014·山東卷)實驗室購買了一捆標稱長度為100 m的銅導線,某同學想通過實驗測其實際長度。該同學首先測得導線橫截面積為1.0 mm2,查得銅的電阻率為1.7×10–8 Ω·m,再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx,從而確定導線的實際長度??晒┦褂玫钠鞑挠校? 電流表:量程0.6 A,內阻約0.2 Ω; 電壓表:量程3 V,內阻約9 kΩ; 滑動變阻器

43、R1:最大阻值5 Ω; 滑動變阻器R2:最大阻值20 Ω; 定值電阻:R0=3 Ω; 電源:電動勢6 V,內阻可不計; 開關、導線若干。 回答下列問題: (1)實驗中滑動變阻器應選______(填“”或“”),閉合開關S前應將滑片移至_____端(填“”或“”)。 (2)在實物圖丙中,已正確連接了部分導線,請根據圖甲電路完成剩余部分的連接。 (3)調節(jié)滑動變阻器,當電流表的讀數為0.50 A時,電壓表示數如圖乙所示,讀數為______V。 (4)導線實際長度為______m(保留2位有效數字)。 1.0.001 5.783 【解析】螺旋測微器可動刻度上一個小格對

44、應0.01 mm,改進的螺旋測微器上增加的部分類似十分度游標卡尺,使精度達到;讀數為5.5 mm+0.01×28 mm+0.001×3 mm=5.783 mm。 2.1.050 cm 1.025 mm 3.(1)2.935 (2)2.60 0.52 (3)4.2×10–5 【解析】(1)螺旋測微器的讀數為2.5 mm+0.01×43.5 mm=2.935 mm。 (2)電壓表讀數為2.60 V,需十分之一估讀;電流表讀數為0.52 A,需二分之一估讀。 (3)根據電阻定律可得。 4.(1)待測金屬絲 (2)0.700 【解析】(1)如果待測金屬絲斷路,電路斷路,電流

45、表示數為零,電壓表接在電源兩端,測電源電動勢,電壓表示數為E,則電路故障是:待測金屬絲斷路。 (2)螺旋測微器的固定刻度為0.5 mm,可動刻度為20.0×0.01 mm=0.200 mm,所以最終讀數為0.5 mm+0.200 mm=0.700 mm。 5.6 Ω (1)如圖 (2) (3) 【解析】多用電表歐姆擋的讀數為6×1 Ω=6 Ω。 (1)用內阻已知的電流表A2作電壓表,電流表A1外接;滑動變阻器采用限流接法即可。 (2)由歐姆定律可得。 (3)導體的截面積,根據電阻定律可得。 6.(1)2.600 (2)①電壓表的分流作用 系統(tǒng)誤差 ② ③

46、 ③由閉合電路歐姆定律可知 變形得 則有:當U1=0時,U2=a,則有:; 解得, 7.(1)1 750 (2)如左圖 (3)如右圖 (4)135 不達標 8.(1)0.395~0.399 (2)甲 (3)如左圖 (4)如右圖 4.3~4.7 (5)D (6)CD 【解析】(1)螺旋測微器的讀數為0.01×39.7 mm=0.397 mm。 (2)由記錄數據根據歐姆定律可知金屬絲的電阻Rx約5 Ω,則滑動變阻器采用限流接法時,電路中的最小電流約為0.12 A,大于表中的最小電流,故滑動變阻器采用的是分壓接法,選甲電路。 (3)略。

47、(4)描繪出第2、4、6三個點后可見第6次測量數據的坐標點誤差太大舍去,然后作出U–I圖線,圖線斜率即電阻Rx=4.5 Ω。 (5)根據電阻定律可得,故選D。 (6)測量讀數時的誤差為偶然誤差,A錯誤;由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差,B錯誤;若將電流表和電壓表的內阻計算在內,可以消除由電表內阻引起的系統(tǒng)誤差,C正確;用U–I圖象處理數據求金屬絲電阻可以減小偶然誤差,D正確。 9.(1)0.851(0.850~0.853) (2)A2 V1 (3)A (4) 10.(1)0.490 (2)4.0 (3)如圖所示 (4)55.0(54.0~56.0) (

48、5)1.1×10–6 【解析】(1)螺旋測微器的讀數為d=0.01×49.0 mm=0.490 mm。 (2)多用電表歐姆擋的讀數為4.0×1 Ω=4.0 Ω。 (3)根據表格數據描點,過兩側的點各作直線,即作一折線。 (4)圖線的轉折點即拼接位置,讀得橫坐標為x=55.0 cm。 (5)由歐姆定律和電阻定律有,其中,可得,即圖象斜率大的電阻率大,左側金屬絲的電阻率大,電阻率。 11.(1)0.398 (2)甲 (3) (4) C (3)根據電路圖連接實物電路圖,實物電路圖如圖所示: (4)根據坐標系內描出的點作出圖象如圖所示: 由圖示圖象可知,第6組

49、實驗數據偏離圖線太遠,該組實驗數據是錯誤的,應舍去,由圖示圖象可知,電阻(均正確),由電阻定律:得:,故選C正確,選項ABD錯誤。 12.(1)B C F (2) (3)大于 電壓表的讀數大于待測電阻兩端實際電壓 (3)由于電流表的分壓,導致電壓測量值偏大,而電流準確,根據可知測量值偏大。 13.(1)1.844 4.240 (2) 【解析】(1)螺旋測微器的讀數為1.5 mm+0.01×34.4 mm=1.844 mm(1.842~1.846范圍內均可);游標卡尺的讀數為42 mm+0.05×8 mm=42.40 mm=4.240 cm。 (2)圓柱體橫截面積

50、,由歐姆定律和電阻定律有,解得。 14.(1)B 0.410 (2)7、9 斷路 (3)電流表改為內接 測量多組電流和電壓值,計算電阻的平均值 【解析】(1)為防止讀數時測微螺桿發(fā)生轉動,讀數前應先轉動鎖緊手柄部件B;測量合金絲直徑的讀數為0 mm+0.01×41.0 mm=0.410 mm。 (2)合上開關,將滑動變阻器的滑片移到最左端的過程中,發(fā)現電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化,電壓表讀數接近電源電動勢,說明電壓表被串聯在電路中,致使電流表讀數很小,因此電路中連接合金屬絲的接線柱7、9之間部分應發(fā)生了斷路。 (3)由于Rx>,因此應采用電流表內接法,減小因電表內阻引起的系統(tǒng)誤差,另外可采用多次測量求平均值的方法,可以減小偶然誤差。 15.(1)R2 a (2)如圖 (3)2.30 (4)94 29

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