电学专题实验——《导体电阻率的测量》专项提升

试卷更新日期：2024-11-04 类型：一轮复习

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一、典型例题方法赏析

二、夯实基础提升能力

三、思维提升创新应用

1. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率 $ρ$ ，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

(1)、用螺旋测微器测量其直径如图 $1$ ，由图可知其直径为 $m m$ ；

(2)、在测量电阻时，采用了如下方法：
①用多用电表粗测：用如图 $2$ 所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关 $K$ 和两个部件 $S$ 、 $T$ 。请根据下列步骤完成电阻测量：（把部件符号填入空中）
A．旋动部件，使指针对准电流表的“ $0$ ”刻线。
B．该同学选择 $\times 10$ 倍率，将 $K$ 旋转到电阻挡“ $\times 10$ ”的位置。
C．将插入“+”“-”插孔的红黑表笔短接，旋动部件，使指针对准表盘右端电阻的“ $0$ 刻线”。
D．测量时，发现指针偏转角度太大，为了较准确地进行测量，应该选择倍率（选填“ $\times 1 k$ ”、“ $\times 100$ ”、“ $\times 1$ ”），并重新欧姆调零，正确操作测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图 $2$ 中实线所示，测量结果是 $Ω$ 。
②为了准确测定圆柱体的阻值，除被测电阻外，实验室提供了如下实验仪器：
A．直流电源（电动势约为 $3 V$ ，内阻可不计）
B．直流电流表（量程 $0 ∼ 3 A$ ，内阻约为 $0.1 Ω$ ）
C．直流电流表（量程 $0 ∼ 0.6 A$ ，内阻约为 $3 Ω$ ）
D．直流电压表（量程 $0 ∼ 15 V$ ，内阻约为 $10 k Ω$ ）
E.直流电压表（量程 $0 ∼ 3 V$ ，内阻约为 $3 k Ω$ ）
F.滑动变阻器（最大阻值 $10 Ω$ ，允许通过的最大电流为 $2 A$ ）
G.滑动变阻器（最大阻值 $1 k Ω$ ，允许通过的最大电流为 $0.5 A$ ）

(3)、为了方便调节，并要求电压表示数从零开始变化，电流表应选取，电压表应选取，滑动变阻器应选取。（填器材编号）

(4)、请你根据要求设计实验电路图，并画出实验电路图。

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四、直击高考达成素养

2. 某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有如下实验器材可供选择：
A.直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计；
B.电流表A：量程0～100mA，内阻约为5Ω；
C.电压表V：量程0～3V，内阻为3kΩ；
D.滑动变阻器：最大阻值为100Ω，允许通过的最大电流为0.5A；
E.开关、导线等。

(1)、该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L＝0.820m，用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为 mm；

(2)、用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图中读出金属丝电阻约为Ω；

(3)、若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R＝10.0Ω，则这种金属材料的电阻率为Ω•m。（结果保留两位有效数字）

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3. 某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源 $E$ （电动势恒定，内阻可忽略）；毫安表mA（量程 $15 m A$ ，内阻可忽略）；电阻 $R_{1}$ （阻值 $500 Ω$ ）、 $R_{2}$ （阻值 $500 Ω$ ）、 $R_{3}$ （阻值 $600 Ω$ ）和 $R_{4}$ （阻值 $200 Ω$ ）；开关 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ ；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。

(1)、电路连接
图（a）为实验原理图．在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，只有 $R_{4}$ 一端的导线还末连接，该导线应接到 $R_{3}$ 的（填“左”或“右”）端接线柱

(2)、盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高．在样品池中注满待测盐水
②闭合开关 $S_{1}$ ，开关 $S_{2}$ ，毫安表的示数为 $10.0 m A$ ，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流 $I_{1}$ 为 $m A$
③开关 $S_{2}$ ，毫安表的示数为 $15.0 m A$ ，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流 $I_{2}$ 为 $m A$
④断开开关 $S_{1}$ ，测量并记录盐水的温度

(3)、根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 $Ω$ ，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。

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4. 在“测量金属丝的电阻率”实验中：

(1)、测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与（选填“一”、“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与（选填“—”、“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于（选填“左”或“右”）端。

(2)、合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过 $U - I$ 图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是（选填“甲”或“乙”）。

(3)、两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流 $I_{g} = 300 μA$ 的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出 $I - \frac{1}{L}$ 图像如图3所示。

则 $I - \frac{1}{L}$ 图像斜率 $k =$ $mA \cdot m$ 。若要把该表头G改装成量程为 $9mA$ 的电流表，需要把长为m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）

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5. 导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图 (a) 所示的电路图，实验步骤如下：

a. 测得样品截面的边长a=0.20cm；

b. 将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动：

c. 将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L：

d. 闭合开关S，调节电阻箱R 的阻值，使电流表示数I=0.40 A，读出相应的电压表示数 U，断开开关S；

e. 改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L 和 U，作出 U-L 图像如图 (b) 所示，得到直线的斜率k。

回答下列问题：

(1)、L是丙到 (填“甲”“乙”或“丁”)的距离；

(2)、写出电阻率的表达式p=( 用k、a、I 表示)；

(3)、根据图像计算出该样品的电阻率p=Ω •m (保留两位有效数字)。

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6. 在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。

(1)、该同学先用欧姆表“ $\times 1$ ”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是Ω。

(2)、除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3 V，内阻约3 kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0 ~ 0.6 A，内阻约0.1 Ω）

B．电流表（量程0 ~ 3.0 A，内阻约0. 02 Ω）

C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A）

D．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A）

为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用，滑动变阻器应选用。（选填实验器材前对应的字母）

(3)、该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U- I图线，根据图线得出该金属丝电阻R =Ω（结果保留小数点后两位）。

(4)、用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。

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电学专题实验——《导体电阻率的测量》专项提升

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二、夯实基础 提升能力

三、思维提升 创新应用

四、直击高考 达成素养

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二、夯实基础提升能力

三、思维提升创新应用

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