备考2020年高考物理一轮复习:32 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:2019-11-06 类型:一轮复习
一、实验探究题
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1. 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:(1)、螺旋测微器如图1所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.
图1
(2)、选择电阻丝的(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.(3)、图甲2中Rx , 为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙图实物电路中的正确位置.(4)、为测量R,利用图2甲图所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1–I1关系图象如图3所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据,在方格纸上作出U2–I2图象.
(5)、由此,可求得电阻丝的Rx=Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.2.(1)、读出图中游标卡尺和螺旋测微器的读数:图a的读数为cm.图b读数为cm.(2)、如图所示,甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒,现测量该材料的电阻率。①首先用多用电表的欧姆档(倍率为×10)粗测其电阻,指针位置如图乙所示,其读数R=。
②然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻:
A.电流表: 量程为200mA,内阻约为0.1Ω
B.电压表: 量程为3V,内阻约为3kΩ
C.滑动变阻器:最大阻值为20Ω,额定电流1A
D.低压直流电源:电压6V,内阻忽略
F.电键K,导线若干
在方框中画出实验电路图.
③如果实验中电流表示数为I,电压表示数为U,并测出该棒的长度为L、直径为d,则该材料的电阻率ρ=(用测出的物理量的符号表示)
3. 为测量某金属丝的电阻率,某同学设计了如图a所示的实验电路。请完成下列实验相关内容:(1)、为粗测金属丝的总电阻值,该同学用如图b所示的多用电表在连接好的电路上进行测量:①机械调零后将选择开关拨到“×1Ω”挡;
②将红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使;
③ , 将红表笔接在P,黑表笔接在Q,多用电表指针指示如图c,则金属丝总电阻值 。
(2)、用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图d所示,则金属丝直径d= mm。(3)、闭合开关S,保持电流表示数不变,改变并记录电阻箱的阻值R和对应接入电路中电阻丝长度L的数据。在R-L图线上描点连线,作出R、L的图线如图e。根据测得金属丝的直径d及R-L图线,求得金属丝的电阻率 。(计算结果保留三位有效数字)
4. 在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量准确,提供以下器材供选择:A.电池组(3 V,内阻约1 Ω)
B.电流表(0~3 A,内阻0.0125 Ω)
C.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
D.电压表(0~3 V,内阻4 kΩ)
E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器(0~20 Ω,允许最大电流1 A)
G.滑动变阻器(0~2000 Ω,允许最大电流0.3A)
H.开关、导线若干
(1)、实验时应从上述器材中选用__(填写仪器前字母代号).(2)、测电阻时,电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时,应采用安培表接法,测量值比真实值偏(选填“大”或“小”).
(3)、若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读数为__mm.(4)、若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=__.5. 某同学要测量某圆柱体电阻R的电阻率ρ.(1)、用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L=cm,直径d=mm.(2)、该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻.他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×l”档位置,然后;直至指针指在“0Ω”处继续实验.(3)、欧姆表粗测电阻约为5Ω现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:A.电压表 量程 ,内阻约
B.电压表 量程 ,内阻约
C.电流表 量程 ,内阻约
D.电流表 量程 ,内阻约
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.电源 电动势为 及开关和导线若干
该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量,则电压表应选择 , 电流表应选择 , 滑动变阻器应选择 , 选填各器材前的字母 。要求在流过金属丝的电流相同情况下,电源消耗功率最小,并能较准确地测出电阻丝的阻值,实验电路应选用下图的。
(4)、利用上所选电路测量,电流表A电压表V6. 在测定金属丝电阻率的实验中:(1)、如题图1所示,用50分度游标卡尺测量待测金属丝的直径,其示数是mm。(2)、按题图2所示的电路图在题图3中用笔画线代替导线,补充连接实物电路示意图。7. 在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。(1)、用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次的测量结果如图甲所示,其示数为mm。(2)、用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。若金属丝的电阻约为5Ω,为了尽可能地减少实验误差,则应采用(选填“乙”或“丙”)图。8. 家庭安装空调需要用优质的铜导线,鉴别导线是否优质的方法之一就是测量其电阻率。小明将家里标称长度为100 m的铜导线带到实验室,测量其电阻率,实验室提供的器材有:A.多用电表 B.螺旋测微器 C.直流电源(电动势为3 V,内阻不计)
D.电压表V(量程为15 V,内阻约为1 kΩ)
E.电流表A1(量程为100 mA,内阻r1为3 Ω)
F.电流表A2(量程为1.5 A,内阻r2约为0.2 Ω)
G.定值电阻R0=2 Ω H.电阻箱R(0~99 Ω) I.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω)
J.滑动变阻器R2(最大阻值为100 Ω) K.开关、导线若干
(1)、小明用螺旋测微器测量该铜导线的直径,测量结果如图甲所示,则该铜导线的直径为mm。(2)、小明用多用电表欧姆挡测量该铜导线的电阻,发现用“×1”挡时多用电表指针没有变化,于是他将定值电阻R0与铜导线串联后重新用“×1”挡测量,多用电表指针位置如图乙所示,其读数为Ω。(3)、为了进一步精确测量该铜导线的电阻,小明选择滑动变阻器(填“R1”或“R2”)。(4)、选完所有器材后,需画电路图,请帮小明在方框中画出最合理的实验电路图,铜导线用电阻符号表示。(5)、小明通过实验测量铜导线的电阻的表达式为Rx=(A1的示数用I1表示,A2的示数用I2表示,电阻箱阻值用R表示)。9. 某实验小组在测量金属圆柱体的电阻率的实验中,先用螺旋测微器测量圆柱体直径。再用伏安法测量圆柱体的电阻,已知圆柱体的电阻大约为300 。(1)、用螺旋测微器测量其直径时的刻度位置如图所示,由图可知其直径为mm。在用伏安法测定圆柱体的电阻时,除被测金属圆柱体外,还有如下供选择的实验器材:
A.电流表A1(量程为20mA,内阻约为10 )
B.电流表A2(量程为5mA,内阻r=20 )
C.电压表V,(量程为3V,内阻RV约为4k )
砂定值电阻R1=10
E.定值电阻R2=20
F.滑动变阻器R3(0~20 )
G.滑动变阻器R4(0~300 )
H.直流电源E(电动势为6V,内阻很小)
I.开关S一个,导线若干
(2)、为使测量结果尽量准确,减少误差,实验中要求电表偏转至少半偏以上,要完成实验,除了待测圆柱体、电压表(C)、直流电源(H)、开关导线(I)、以外,还需要的器材是(填写器材前的字母编号);(3)、请在答题卡的规定位置画出实验电路图;(4)、若电压表、电流表示数分别为U、I,用题中所给符号写出待测圆柱体的电阻表达式Rx=。10. 在“测定金属丝电阻率”的实验中(1)、某实验小组所测量金属丝的直径的示数如图甲所示,则它的读数是mm。(2)、已知实验所用金属丝电阻约为5Ω。为更精确地测量其阻值,某同学设计了如乙图电路,滑动变阻器阻值范围为0-10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ。电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5V,内阻很小。为使电路达到最佳测量效果,图乙中电压表应接到(选填“A”或“B”)点,实验时,开关S1应处于断开状态,测得电压表读数为U,电流表读数为I,金属丝长为l,直径为D,则此金属丝电阻率ρ=。11. 为了测定金属丝的电阻率,某实验小组将一段金属丝拉直并固定在米尺上,其两端可作为接线柱,一小金属夹夹在金属丝上,且可在金属丝上滑动.请完成以下内容.(1)、某次用螺旋测微器测该金属丝的直径,示数如图甲所示,则其直径d=mm.(2)、实验中先用欧姆表测出该金属丝的阻值约为3Ω.准备的实验器材如下:
A.电压表V(量程0~3 V,内阻约20 kΩ)
B.定值电阻10Ω
C.定值电阻100Ω
D.蓄电池(电动势约12 V,内阻不计)
E.开关S一只
F.导线若干
实验小组利用上述器材设计并完成实验.实验中通过改变金属夹的位置进行了多次测量,在实验操作和测量无误的前提下,记录了金属丝接入电路中的长度l和相应的电压表的示数U,并作出了 - 的关系图像,如图乙所示.根据题目要求,在图丙所示的虚线框内完成设
计的实验电路图 . 其中定值电阻R应选(填“B”或“C”);金属丝电阻率的表达式 =(用a、b、c、d、R表示).
12. 在测定金属电阻率的实验中,(1)、如图1所示,用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d=mm.如图2所示,是多用电表的“×10”欧姆挡经过正确步骤测量金属丝电阻时多用电表指针的位置,则金属丝阻值的测量值R=Ω,若测出金属丝长度的测量值为L,则该金属丝电阻率的表达式ρ=(用d、R、L表示)。(2)、用半偏法测定电流表G的内阻的实验中,如图:a.实验电路连接好后,主要操作步骤如下:(把未完整的操作步骤填写完整)
①接通S1 , 调节R1 , 使电流表G指针偏转到满刻度;
②再接通S2 , 保持阻值不变,调节 , 使电流表G指针偏转到满刻度的一半;
③读出R2的阻值,即认为电流表的内阻rg=
b.此电路测量出的电流表的内阻比真实值(填“大”“小”)
c.为了减少误差,电源电动势应尽量选(填“大”“小”)一点好。