高考物理母题解读（八）恒定电流母题5电阻率测量实验.doc

高考物理母题解读（八）恒定电流母题高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题5、电阻率测量实验【解法归纳】电阻率是描述导体导电性能的重要物理量，电阻率测量需要根据题述条件设计测量电路。待测电阻远大于电流表内阻时采用电流表内接，待测电阻远小于电压表内阻时采用电流表外接。若待测电阻较大而滑动变阻器又很小时必需采用分压电路。由于分压电路的电压调节范围大，且电压可以从零开始逐渐增大，所以凡是要求多测几组值，一般采用分压电路；由于限流电路耗电少，所以不是必须采用分压电路的一般采用限流电路。金属丝的截面直径测量一般用螺旋测微器，长度测量可以使用毫米刻度尺。螺旋测微器测量导线直径时从固定刻度读得整毫米数，可动刻度读得百分之一毫米数，注意，螺旋测微器读数时要看固定刻度上半毫米刻度是否露出，若露出，要加0.5毫米；从可动刻度上读数时要估读1位。典例（2012广东理综物理）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_cm，直径为_mm。按图15（c）链接电路后，实验操作如下：（a）将滑动变阻器r1的阻值置于最_处（填“大”或“小”）；将s2拨向接点1，闭合s1，调节r1，使电流表示数为i0；（b）将电阻箱r2的阻值调至最_（填“大”或“小”）；将s2拨向接点2；保持r1不变，调节r2，使电流表示数仍为i0，此时r2阻值为1280；由此可知，圆柱体的电阻为_。【针对训练题精选解析】1.（2012山东理综）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4，额定电流约0.5a）；电压表：v（量程3v，内阻约3k）；电流表：a1（量程0.6a，内阻约0.2）；a2（量程3a，内阻约0.05）；电源：e1（电动势3v，内阻不计） e2（电动势12v，内阻不计）滑动变阻器：r（最大阻值约20）螺旋测微器；毫米刻度尺；开关s；导线。用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为 mm。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），在虚线框中（问答题卡）完成电路原理图。2.（18分）（2012北京理综）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。(1) 用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为 m(该值接近多次测量的平均值）(2) 用伏安法测金属丝的电阻r。实验所用器材为：电源（电动势3v，内阻约1）、电流表（内阻约3k）、滑动变阻器r（020，额定电流2a）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 由以上实验数据可知，他们测量r是采用图2中的 图（选填：“甲”或“乙”）(3) 图3是测量r的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片p置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流变不至于被烧坏。(4) 这个小组的同学在坐标纸上建立u 、i坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出u-i图线，由图线得到金属丝的阻值r= （保留两位有效数字）。(5) 根据以上数据可以估算出金属丝电阻率为 （填选项钱的符号）。 a.110-2m b.110-4m c.110-6m d.110-8m(6) 任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是 （有多个正确选项）。 a. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 b. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 c. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除测量仪表引起的系统误差 d. 用u-i图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差 .【答案】：（1）0.397 （2）甲 （3）如图3 （4）如图4 4.5 （5）c （6）cd3（2010山东理综）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为e）：若电流表示数为零、电压表示数为e，则发生故障的是（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至档（填“欧姆100”“直流电压10v”或“直流电流25ma”），再将（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是、。5（2012湖南衡阳六校联考） 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度测量3次，求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为_ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为_ mm. (2)采用右图所示的电路测量金属丝的电阻电阻的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)最后由公式_计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)答案.(1)24.1224.140.5180.519 (2)偏小解析：(1)根据刻度尺读数规则，图甲中读数为24.13cm；根据螺旋测微器读数规则，图中读数为0.518 mm.(2)用电流表外接电路测量金属丝的电阻金属丝中电流小于电流表读数，所以电阻的测量值比真实值偏小由欧姆定律r=u/i，电阻定律r=l/s，s=d2/4联立解得电阻率。6.（2012天星领航卷）在研究性学习中，某同学设计了一个测量导电纸的导电膜厚度的实验，该同学从资料上查得导电纸导电膜导电材料的电阻率为，并利用下列器材完成这个实验：a电源e（电动势为1 2v，内阻不计）b木板n（板上放有导电纸一张，导电膜向上），两个金属条a、b（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极，其电极长度与导电纸宽度相同）c滑线变阻器r（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻）d毫米刻度尺e电压表v（量程为6v，内阻约3 k）f电流表a（量程为06a，内阻忽略不计）g开关k，导线若干。（1）请利用上述器材设计实验电路。在题12图虚线框中画出实验电路原理图。（导电纸用符号“”表示）（2）实验中应测定的物理量是： 。（3）计算导电膜厚度h的公式是： 。（用和测得物理量的符号表示）7（2012浙南浙北部分学校联考）某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：a直流电源：电动势12v，内阻很小，额定电流1a；b电流表a1：量程010ma，内阻约；c电流表a2：量程0600ma，内阻约；d电压表v：量程015v，内阻约；e滑动变阻器r1：最大阻值1k；f滑动变阻器r2：最大阻值5k；g开关导线等在可供选择的器材中，应选用的电流表是_（填“a1”或“a2”），应该选用的滑动变阻器是_（填“r1”或“r2”）；（2）根据所选的器材画