备考2019年高考物理一轮专题： 第33讲 实验：测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)

试卷更新日期：2018-11-01 类型：一轮复习

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一、填空题

  • 1.

    在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．

    ①从图中读出金属丝的直径为mm．

    ②为此取两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：

    A．电压表0～3V，内阻10kΩ

    B．电压表0～15V，内阻50kΩ

    C．电流表0～0.6A，内阻0.05Ω

    D．电流表0～3A，内阻0.01Ω

    E．滑动变阻器，0～10Ω

    F．滑动变阻器，0～100Ω

    要求较准确地测出其阻值，应选用的器材有（只填代号）．

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二、实验探究题

  • 2. 在“测定金属的电阻率”的实验中，测定阻值约为3﹣5Ω的金属丝的电阻率，实验中所用的电压表规格：量程0﹣3V、内阻3kΩ；电流表规格：量程0﹣0.6A、内阻0.1Ω；还有其他一些器材：

    (1)、

    在给定的方框内画出实验电路图；

    (2)、

    用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，可知金属丝的直径d=mm；

    (3)、实验中还应测出的物理量是；电阻率的计算公式为ρ= ．

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  • 3.

    在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l．用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx ．

    (1)、请写出测金属丝电阻率的表达式：ρ=（用上述测量量的字母表示）．

    (2)、

    若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图2所示，则金属丝长度的测量值为l=cm，金属丝直径的测量值为d=mm．

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  • 4. 在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

    待测金属丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5 A）；

    电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；

    电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；

    A2（量程3 A，内阻约0.05Ω）；

    电源：E1（电动势3 V，内阻不计）；

    E2（电动势12 V，内阻不计）；

    滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）；

    螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．

    若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选、电源应选（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图 ．

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  • 5. 有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60 cm，电阻大约为6 Ω，横截面如图甲所示.

    (1)、用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为mm；
    (2)、现有如下器材：

    A.电流表（量程0.6 A，内阻约0.1 Ω）

    B.电流表（量程3 A，内阻约0.03 Ω）

    C.电压表（量程3 V，内阻约3 kΩ）

    D.滑动变阻器（1 750 Ω，0.3 A）

    E.滑动变阻器（15 Ω，3 A）

    F.蓄电池（6 V，内阻很小）

    G.开关一个，带夹子的导线若干

    要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选 ， 滑动变阻器应选.（只填代号字母）

    (3)、请将图丙所示的实际测量电路补充完整.
    (4)、已知金属管线样品材料的电阻率为ρ ， 通过多次测量得出金属管线的电阻为R ， 金属管线的外径为d ， 要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S ， 在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是（所测物理量用字母表示并用文字说明）.计算中空部分横截面积的表达式为S=.

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  • 6. 在“测定金属的电阻率”的实验中

    (1)、

    用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图1所示，则金属丝的直径为d=mm

    (2)、

    某同学设计了如图2所示的电路测量该金属丝的电阻 （阻值约3Ω）

    可选用的器材规格如下：

    电源Ε （电动势3V，内阻不计）；

    电流表Α（0〜0.6Α，内姐约0.5Ω）；

    电流表G（0〜10mA，内阻为50Ω）；

    滑动变阻器R1 （阻值0〜5Ω，额定电流2A）；

    滑动变阻器R2 （阻值0〜1ΚΩ，额定电流1A）；

    定值电阻R3=250Ω；

    定值电阻R4=2500Ω；

    开关S和导线若干．

    ①为了便于操作，并使测量尽量精确，定值电阻办应选，滑动变阻器R应选 ．

    ②某次测量时电流表G的读数为5.0mA，安培表示数为0.50A，计算Rx的准确值为 Rx=Ω．（计算结果保留3位有效数字）

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  • 7. 某同学在做测定金属丝电阻率的实验．
    (1)、如图甲所示，用螺旋测微器测金属丝的直径，测量值d=mm．

    (2)、选用“×10”倍率的欧姆挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择（填“×1”或“×100”）倍率的欧姆挡，并再进行测量，之后多用电表的示数如图乙所示，测量结果为R=Ω．
    (3)、若测出金属丝的长度为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ=（用R、d、L表示）．

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  • 8.

    某同学查阅资料发一自动铅笔芯的电阻随温度升高而变小，在实验室中，他取一段长为16cm的自动铅笔笔芯，用多用电表测量其电阻大约为4Ω，该同学要较精确测量铅笔芯的电阻，现有下述器材可供先择：

    A．电源3V，内阻不计

    B．直流电流表0～3A（内阻0.1Ω）

    C．直流电流表0～600mA（内阻0.5Ω）

    D．直流电压表0～3V（内阻3kΩ）

    E．直流电压表0～15V（内阻200kΩ）

    F．滑动变阻器（10Ω，1A）

    G．滑动变阻器（1kΩ，300mA）

    (1)、除开关、导线外，实验中要求能够在电压表上从零开始读取若干组数据，需要选用的器材有：（填写字母代号）；

    (2)、用线条代替导线，连接实验电路；

    (3)、

    该同学在下表中记录了实验数据，请你根据实验数据在图2方格纸上画出了该铅笔芯的伏安特性曲线：作U﹣I图上纵轴为U，横轴为I．

    次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    U/V

    0

    0.3

    0.5

    0.7

    1.0

    1.2

    1.5

    1.7

    2.0

    2.2

    I/A

    0

    0.08

    0.13

    0.18

    1.2

    0.30

    0.36

    0.39

    0.43

    0.45

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  • 9. 在“测定金属的电阻率”实验中，用米尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据公式计算出该金属材料的电阻率。
    (1)、用螺旋测微器测量金属丝直径的示数如图所示，从图中读出金属丝的直径为mm。

    (2)、金属丝的电阻大约为5Ω。在用伏安法测量该金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：

    A.电池组（3V，内阻约1Ω）

    B.电流表（0~3A，内阻约0.0125Ω）

    C.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）

    D.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

    E.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）

    F.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）

    G.滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A）

    H.开关、导线若干

    ①在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 ， 应该选用的电压表是 ， 应该选用的滑动变阻器是。（填器材前面的字母代号）

    ②实验电路应采用电流表接法（填“内”或“外”）。

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  • 10. 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：

    (1)、用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L=mm。
    (2)、用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=mm。
    (3)、用多用电表的电阻使用“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为Ω。
    (4)、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0～5mA，内阻约50Ω）

    电流表A2（量程0～15mA，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，请在下面框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。

    (5)、若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率表达式ρ=。（不要求计算，用题中所给字母表示）

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  • 11. 如图所示，某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验，将直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上，在金属丝上安一个小金属滑片c，连接好电路，电路中R0是保护电阻．已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻，电压表的分流作用可以忽略不计．闭合开关后电流表的读数为I0 ． 调节滑片c的位置，分别测量出长度L及所对应的电压值U，并根据实验数据作出U﹣L图象如图所示．

    (1)、试根据设计方案在虚线方框中画出电路原理图；（电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）
    (2)、根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连接导线；
    (3)、在图线上取一点P，P点的横坐标值为L0 ， 纵坐标值为U0 ， 由此可得该金属丝的电阻率为（用题目中所给的字母表示）

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  • 12.

    在“测定金属丝的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图1所示．

    (1)、从图中可读出金属丝的直径为 mm．

    (2)、在用伏安法测定金属丝的电阻时（金属丝的电阻约为5Ω），除被测金属丝外，还有如下实验器材供选择：

    A．直流电源：电动势约12V，内阻很小；

    B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω；

    C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻约为0.1Ω；

    D．电压表V：量程0～3V，内阻约为10kΩ；

    E．滑动变阻器R：最大阻值5Ω；

    F．开关、导线若干

    为了提高实验的测量精度，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是（填A1 ， 或A2）．

    (3)、根据所选的器材，在图2虚线框中画出完整的实验电路图（要求电阻丝上的电压从零开始变化）．

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  • 13. 某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100Ω，备选器材如下：

    A．量程为5mA、内阻r1=50Ω的电流表

    B．量程为0.6A、内阻r2=0.2Ω的电流表

    C．量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表

    D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器

    E．定值电阻R1=5Ω

    F．定值电阻R2=500Ω

    G．电动势E=6V、内阻很小的直流电源

    H．开关一个、导线若干

    I．螺旋测微器、刻度尺

    (1)、该同学用螺旋测尾气测待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数D=mm；

    (2)、为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻，电流表应选用（填“A”或“B”），定值电阻应选用（填“E”或“F”）；
    (3)、电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx=；若用刻度尺测得待测金属丝的长度为L，则其电阻率的表达式为ρ=（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）

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