2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：31 实验：测定金属的电阻率
试卷更新日期：2020-10-30 类型：一轮复习
一、填空题
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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的直径d，如图甲所示，则金属丝的直径为mm。用游标卡尺测量金属丝的长度L，如图乙所示，则长度为mm。若测得该金属丝的电阻为R，则其电阻率 （用题中字母表示）。
二、实验探究题
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2. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。
(1)、金属丝的有效长度L为cm，直径D为mm，电阻R为Ω。(2)、将测得的数据代入公式 ， 即可求出金属丝的电阻率。（用第(1)问给出的字母表示）3. 如现欲用限流法测量一个圆柱形合金棒材料（电阻约为3Ω）的电阻率，请回答下列问题：
(1)、图1是测量合金棒的电阻R的实验器材实物图，图中已连接部分导线，请用笔画线代替导线将实物图连接完整；(2)、用螺旋测微器测量合金棒横截面的直径D，测量结果如图2所示，则D＝mm；(3)、若测得合金棒的长度为L、电阻为R，由L、R、D来表示合金棒的电阻率ρ，其表达式为ρ＝。4. 在“测定金属的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。已知待测金属丝的电阻值Rx约为5Ω，在测电阻时，可供选择的器材有：电源E：电动势3V，内阻约1Ω
电流表A1：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω
电流表A2：量程0～3A，内阻约0.025Ω
电压表V1：量程0～3V，内阻约3kΩ
电压表V2：量程0～15V，内阻约15kΩ
滑动变阻器R1：最大阻值5Ω，允许最大电流2A
滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω，最大电流0.6A
开关一个，导线若干。
(1)、在上述器材中，应该选用的电流表是 ， 应该选用的电压表是。若想尽量多测几组数据，应该选用的滑动变阻器是（填写仪器的字母代号）。(2)、该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，则螺旋测微器的示数d=mm。(3)、用所选的器材，在答题纸对应的方框中画出电路图。(4)、关于本实验的误差，下列说法正确的是_______。A、测量过程中，开关长时间闭合，对实验结果没有影响 B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C、利用电流I随电压U的变化图线求Rx可减小偶然误差 D、由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值5. 某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：A．电池组（3V，内阻约1Ω）；
B．电流表A1（0~3A，内阻0.0125Ω）；
C．电流表A2（0~0.6A，内阻0.125Ω）；
D．电压表V1（0~3V，内阻4kΩ）；
E．电压表V2（0~15V，内阻15kΩ）；
F．滑动变阻器R1（0~20Ω，额定电流1A）；
G．滑动变阻器R2（0~2000Ω，额定电流0.3A）；
H．开关、导线若干。
(1)、上述器材中，电流表应选 ， 电压表应选 ， 滑动变阻器应选（填写器材前的字母）。为使通过待测金属丝的电流能从0~0.5A范围内改变，电路应选（填写甲、乙、丙、丁）。
(2)、若用L表示金属丝接入电路中的长度，d表示直径，U表示金属丝上的电压。I表示金属丝中的电流，请用以上字符写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=。6. 某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。(1)、小明同学选取图甲方案测定合金丝电阻率。若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率p=；用螺旋测微器测合金丝的直径如图乙所示，读数为mm。
(2)、小亮同学利用如图丙所示的实验电路测量R，的阻值。闭合开关S，通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，根据实验数据绘出 图线如图丁所示，不计电源内阻，由此可以得到R=Ω，Rx的测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”）。7. 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∶用毫米刻度尺测量其长度为50.15mm；用螺旋测微器测量其直径为4.700mm；用多用电表测得其阻值约为220Ω。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0~15mA，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
(1)、为了完成上述实验，电流表应选择 ， 电压表应选择 ， 滑动变阻器应选择。(2)、为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析。请画出完成此实验的原理图，并标明所用器材的代号。8. 在测金属电阻率实验中：(1)、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R。请写出测金属丝电阻率的表达式 （用上述测量的字母表示）；(2)、某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是、、；
(3)、若某同学再用“伏安法”测量该电阻，电阻约为10Ω，电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω。为了尽可能准确地测量电阻，该同学按照“伏安法”测量电阻的要求设计好电路后，测得的电阻值将（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值。9. 在测定金属丝的电阻率的实验中。
(1)、某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是mm；(2)、利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为20Ω，画出实验电路图，并标明器材代号；电源E（电动势3V，内阻约为5Ω）
电流表A1（量程0~250mA，内阻R1=5Ω）
电流表A2（量程0~300mA，内阻约为5Ω）
滑动变阻器R（最大阻值5Ω，额定电流1A）
开关S及导线若干
(3)、某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1 ， 电流表A2的读数为I2 ， 则这段金属丝电阻的计算式Rx=（用题中给出的物理量字母表示）。不考虑读数误差，从设计原理看，其测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”）。10. “测定铜导线的电阻率”实验中可供使用的器材有：A．横战面积为1.0mm²、长度为100m的一捆铜导线(电阻Rx，约2Ω)；
B．电流表G：内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA；
C．电流表A：量程0.6A，内阻约1Ω；
D．滑动变阻器R；最大阻值5Ω；
E.定值电阻： =3Ω， =900Ω， =1000Ω；
F.电源：电动势6V，内阻不计；
G.开关、导线若干．
请完成下列实验内容：
(1)、把电流表G与定值电阻串联改装成量程为3V的电压表，则定值电阻应选(选填“ ”或“ ”)(2)、为了尽可能获取多组数据，实验电路图应选下列四幅中的 ． 电路中 的作用是(选填“增大G表读数以减小误差”或“改装电表以扩大量程”)
(3)、根据正确的电路图，完成实物图的连接(已正确连接了部分导线)．
(4)、某次测量中，电流表G的读数为2.40mA时，电流表A的读数为0.50A，由此求得铜导线的电阻率为Ω·m(保留2位有效数字)．11. 某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中，实验室备有下列实验器材：A．电压表 （量程0～3 V，内阻约为15 kΩ）
B．电压表 （量程0～15 V，内阻约为75 kΩ）
C．电流表 （量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω）
D．电流表 （量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω）
E．变阻器R1（0～100 Ω，0.6 A）
F．变阻器R2（0～2000 Ω，0.1 A）
G．电池组E（电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω）
H． 待测金属丝 （阻值约为5Ω）
I．开关 S，导线若干，米尺，螺旋测微器等
(1)、为减小实验误差，电压表应选用；电流表应选用；滑动变阻器应选用； （填代号）；(2)、甲乙两位同学分别画出了两个电路图，如图甲、乙所示。本实验选用（填“甲”或“乙”）图比较合适；
(3)、实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，使用时发现所用螺旋测微器存在零误差。测微螺杆与测砧直接接触时读数如图甲所示，测量金属丝直径时如图乙所示，则金属丝的直径d=mm；
(4)、如果实验中测得金属丝的电阻值为R，用米尺测出的金属丝长度为L， 用螺旋测微器测出的金属丝的直径为d，则其电阻率ρ=。12. 在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验 ，其操作如下：(1)、用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝mm； 用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=mm；
(2)、此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）；
B．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）：
C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；
D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）；
E.定值电阻R0＝80Ω
F.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）；
G.开关一只，导线若干。
为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号；
(3)、此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量 电阻率ρ＝（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。13. 为了测量某金属丝的电阻率：
(1)、如图a所示，先用多用电表“×1 Ω”挡粗测其电阻为Ω，然后用图b的螺旋测微器测其直径为mm，再用图c的毫米刻度尺测其长度为cm．(2)、为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V（量程3 V，内阻约为15 kΩ；量程15 V，内阻约为75 kΩ）
B．电流表A（量程0.6 A，内阻约为1 Ω；量程3 A，内阻约为0.2 Ω）
C．滑动变阻器R1（0～5 Ω，1 A）
D．滑动变阻器R2（0～2000 Ω，0.1 A）
E.1.5 V的干电池两节，内阻不计
F．电阻箱
G．开关S，导线若干
为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用（填“R1”或“R2”）；请在方框内设计最合理的电路图并完成图d中的实物连线 ．
14. 在“测定金属的电阻率”实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为5Ω)，随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。现有电源(电动势E为3.0V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材：A．电流表(量程0~3A，内阻约0.025Ω)
B．电流表(量程0~0.6A，内阻约0.125Ω)
C．电压表(量程0~3V，内阻约3kΩ)
D．滑动变阻器(0~20Ω，额定电流2A)
E.滑动变阻器(0~100Ω.，额定电流1A)
(1)、为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选 ， 滑动变阻器应选(选填器材前的字母)。(2)、如图所示，是测量该电阻丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。
(3)、在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最(选填“左”或“右”)端；闭合开关后，实验中电压表读数的最小值(选填“大于零”或“等于零”)。(4)、若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是________。A、测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压 B、测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流 C、若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值 D、若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值
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