（讲练测）高考物理一轮复习 专题33 测定金属的电阻率（练）（含解析）.doc

专题33 测定金属的电阻率（练） 1用游标卡尺测量小球的直径，如图所示的读数是mm【答案】10.50 2实验室新进了一批低电阻的金属丝（如实物图中电阻），已知金属丝的电阻率1.7108 m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算使用的金属丝长度他们选择了电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等在实验中，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，（1）应从下图所示的a、b、c、d四个电路中选择_电路来测量金属丝电阻；（2分）（2）请把下面的实物按照原理图连接起来，要求导线不能交叉。（4分）（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如右图所示，金属丝的直径为_mm；（2分）（4）测出电压表示数为2.0v时，电流表示数为0.5a ，根据金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。(结果保留两位有效数字)（2分）【答案】（1）d （2）见解析 （3）0.260 mm （4）13 m 【名师点睛】滑动变阻器分压式接法，调节范围大，伏安法测电阻，电流表内接和外接，都会有误差。从减小误差的角度分析，遵循“大内偏大，小外偏小”的原则。螺旋测微器又叫千分尺，精确到千分之一毫米，一定注意最后估读一位。3在“测定圆柱形材料的电阻率”的实验中，（1）某同学用螺旋测微器测样品直径时，结果如右图1所示，则该样品的直径为mm（2）给样品通电，用量程为3v的电压表和量程为0.6a的电流表测样品两端的电压和通过样品的电流时读数如图2所示，则电流表的读数为a（3）用米尺测量样品的长度l=0.810m利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为m（结果保留二位有效数字）【答案】（1）2.935；（2）0.52；（3）4.210-5m【名师点睛】测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、外接法控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法在两种方法都能用的情况下，为了减小能耗，选择限流式接法。4在测定某金属的电阻率实验中：a某学生进行了如下操作：利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图所示，则d=_mm测量金属丝电阻rx的电路图如图a所示，闭合电键s，先后将电压表右侧接线端p接a、b点时，电压表和电流表示数如下表所示该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，则比较合理且较准确的金属丝电阻rx测=_（保留两位有效数字），从系统误差角度分析，rx的测量值与其真实值rx真比较，rx测_rx真（填“”、“=”或“”）b另一同学找来一恒压电源，按图b的电路先后将接线端p分别接a处和b处，测得相关数据如图b所示，该同学利用该数据可算出rx的真实值为_（保留两位有效数字）【答案】1.703-1.706；12； ；13【名师点睛】此题考查了测定某金属的电阻率的实验；关键是对测量电路的选择，用“试触法”选择测量电路时，若安培表的读数变化较明显，则说明电压表的内阻不能忽略，则此时应采用安培表内接电路；若伏特表的读数变化较明显，则说明安培表的内阻不能忽略，则此时应采用安培表外接电路.5某同学通过实验测量一种合金的电阻率。（1）用螺旋测微器量合金丝的直径，读数如图所示，可读出合金丝的直径为mm;（2）现有电源（e=4v，内阻可不计），滑动变阻器（050），电流表（00.6a，内阻约为1），电压表（03v，内阻约为3k），开关和导线若干。该同学分别用电流表的两种不同接法测量合金丝的电阻，记录两组不同的数据如下:实验一序号123456电压u（v）0.801.201.602.202.502.80电流i（a）0.100.150.200.270.310.35实验二序号123456电压u（v）0.801.201.602.202.502.80电流i（a）0.090.130.180.240.280. 31由数据可知，该同学采用滑动变阻器的接法（填“限流式”或“分压式”）；由数据可知，利用（填“实验一”或“实验二”）的数据计算所得结果更接近合金丝电阻的真实值。【答案】（1）6.496（6.4956.497） ; （2）限流式 ，实验一【名师点睛】考查螺旋测微器读数、实验数据分析，螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读，读数时视线要与刻度线垂直1某同学用游标卡尺测量圆形钢管内径时的测量结果如图甲所示，则该圆形钢管的内径是_mm如图乙所示是某次用千分尺测量时的情况，读数为_mm【答案】40.45 0.700【解析】游标卡尺的读数为螺旋测微器的读数为【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量。2（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为_ mm，合金丝的直径为_mm。（2）为了精确测量合金丝的电阻rx，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接。【答案】(1)0.007mm、0.638mm (2)如图所示（2）电路中的结构为分压式外接，实物连接如图所示【名师点睛】测量值（mm）=固定刻度数（mm）(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数（估读一位），螺旋测微器估读。3实验室进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度，他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。（1）他们使用了多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“”、“”插孔；选择电阻档“”；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图（a）所示。（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图（b）的a、b、c、d四个电路中选择电路来测量金属丝电阻。（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为mm。（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为m。（结果保留两位有效数字）（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数，请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）。【答案】（1）将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零（2）d；（3）（4）或（5）使用多用电表的电压档位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电压，说明该元件或导线断路故障。使用多用电表的电阻档位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线断路故障。【名师点睛】通过实验来测算螺线管使用的金属丝长度，由电阻定律已知电阻率、电阻及横截面积，则可求出金属丝的长度同时运用伏安法电流表外接法，变阻器分压式来测量金属丝的电阻；欧姆表是测量电阻的仪表，把被测电阻串联在红黑表笔之间，欧姆表电流是从黑表笔流出红表笔流入。4某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下：（1）游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为_mm；（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为_mm；（3）选用多用电表的电阻“1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为_；（4）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：电流表a1(量程300 ma，内阻约为2 )；电流表a2(量程150 ma，内阻约为10 )；电压表v1(量程1 v，内阻r1 000 )；电压表v2(量程15 v，内阻约为3 000 )；定值电阻r01 000 ；滑动变阻器r1(最大阻值5 )；滑动变阻器r2(最大阻值1 000 )；电源e(电动势约为4 v，内阻r约为1 )；开关，导线若干。为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_。(均填器材代号)根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图。【答案】(1)50.15；(2)4.700(4.6984.702)；(3)22；(4)v1；a2；r1；电路图见解析 【名师点睛】对游标卡尺和螺旋测微器的读数要知道读数的方法，欧姆表读数时要让指针在中间位置附近，每次选档都要重新进行欧姆调零还考查了实验器材的选择、设计实验电路图；应根据电源电动势大小或待测电阻的额定电压来选择电压表量程，根据通过待测电阻的最大电流来选择电流表的量程；当待测电阻阻值远小于电压表内阻时，电流表应选外接法；当滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值时或要求电流从零调时，滑动变阻器应用分压式；当实验要求电流从零调或要求测得多组数据或变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器以方便调节。5在“测定圆柱形材料的电阻率”的实验中，（1）某同学用螺旋测微器测样品直径时，结果如右图1所示，则该样品的直径为mm（2）给样品通电，用量程为3v的电压表和量程为0.6a的电流表测样品两端的电压和通过样品的电流时读数如右图2所示，则电流表的读数为a（3）用米尺测量样品的长度l=0.810m利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为m（结果保留二位有效数字）【答案】（1）2. 935；（2）0.52；（3）4.2105m【名师点睛】此题考查电阻定律的应用，测定圆柱形材料的电阻率，解题时要掌握实验的原理，正确对测量仪器进行读数，注意有效数字的保留，掌握螺旋测微器及电流表或电压表的读数方法。1【2016浙江卷】（10分）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 v、内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 a、内阻约为0.1 的电流表。采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的r1，其阻值约为5 。（1）测r1阻值的最优连接方式为导线连接_（填a或b）、导线连接_（填c或d）。（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得r1的阻值为_。u/a0.400.801.201.602.002.40i/a0.090.190.270.350.440.53（3）已知图2中r2与r1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，r2的边长是r1的，若测r2的阻值，则最优的连线应选_（填选项）。a连接a，连接c b连接a，连接dc连接b，连接c d连接b，连接d【答案】（1）ad （2）作图如图所示 4.44.7 （3）b 【名师点睛】此题是伏安法测电阻的问题。解本题的关键是知道器材及电路的选择及数据的处理方法；电路的选择：当满足rvrx时，用电流表外接电路；当满足rxra时，用电流表内接电路。注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是：“一上两下”。能够用电阻定律来分析两导体的电阻关系。2【2014山东22】（10分）实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为，查得铜的电阻率为，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：电流表：量程0.6a，内阻约0.2；电压表：量程3v，内阻约9k；滑动变阻器r1：最大阻值5；滑动变阻器r2：最大阻值20；定值电阻：r0=3；电源：电动势6v，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：（1） 实验中滑动变阻器应选（填“”或“”），闭合开关s前应将滑片移至端（填“”或“”）。（2） 在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。（3） 调节滑动变阻器，当电流表的读数为时，电压表示数如图乙所示，读数为v。（4） 导线实际长度为m（保留2位有效数字）。【答案】（1）r2；a （2） （3）2.30v（2.29、2.31均正确） （4）94（93、95均正确）【方法技巧】电学实验首先考虑的就是安全，然后是准确；电表的读数要注意量程的选择。3【2014江苏10】（8分）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧题10-1图所示的部件（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为mm。（2）题10-2图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此