高考物理复习 专题01 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）问题知识点.doc

一、测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）主要考查的内容主标题：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：电阻率、螺旋测微器难度：3重要程度：5内容：考点剖析：近年来各地的物理高考试卷多次考查“测电阻”，使得“测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）”成为高考的热点。为什么“测电阻”实验会如此受到高考的青睐？纵观近几年的实验题，基本上是对原有实验进行改造、改进，但题目涉及的基本知识和基本技能仍然立足于课本实验。 实验题作为考查实验能力的有效途径和重要手段，在高考试题中一直占有相当大的比重，它注重对实验原理、实验方法的理解和应用，着重考查学生对基本实验方法的迁移和灵活运用能力。电学实验中的“电阻测量”因其实验理论、步骤与大学物理实验结合的比较紧密，所以成了高考实验的重中之重，自然成为高考考查的焦点。本实验包括的知识点有：1.螺旋测微器的使用和读数；2.据欧姆定律和电阻定律测定金属的电阻根率实验中练习使用高中物理中重要的基本测量仪器螺旋测微器，它不仅是高考的热点问题，也是学生走上社会必须掌握的一种基本测量工具。本实验的难点：1.螺旋测微器的读数2.实验中的重要注意事项。典型例题例1.（15福建卷）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大。请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接； 甲 乙 丙某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为 a该小组描绘的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将 只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3 v、内阻为1欧的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为 w（保留两位小数）。【解析】见解析；0.44 a；4 2.25实物图如图所示；由图知电流表量程为0.6 a，所以读数为0.44 a；电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5 v，由图知当小电珠电压等于1.5 v时电流约为0.38 a，此时电阻约为r=3.95 ，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为p=2.25 w。 例2（2014山东）实验室购买了一根标称长度为100 m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1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7108 m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻rx，从而确定导线的实际长度可供使用的器材有：电流表：量程0.6 a，内阻约0.2 ；电压表：量程3 v，内阻约9 k；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6 v，内阻可不计；开关、导线若干。（1）实验中，滑动变阻器应选（填“r1”或“r2”），闭合开关s前应将滑片移至端（填“a”或“b”）。（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0.50 a时，电压表示数如图乙所示，读数为v。（4）导线实际长度为 （保留2位有效数字）。甲 乙 丙 【解析】（1）r2，a；（2）如图所示；（3）2.30 v；（4）94。（1）本实验采用限流法测电阻，所以滑动变阻器的最大阻值应为r0和rx总阻值的4倍以上，r0=3 ，所以滑动变阻器选r2，闭合开关s前应将滑片移至阻值最大处，即a处；（2）根据实验电路图，连接实物图，如图所示：（3）根据图乙读出电压u=2.30 v，（4）根据欧姆定律得：r0+rx=4.6 解得：rx=1.6 根据电阻定律得：rx=解得：l=94 m。例3（2014江苏）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，读数前应先旋紧图1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）图2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，由此可以推断：电路中 （选填图中表示连线柱的数字）之间出现了 （选填“短路”或“断路”）。（3）在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 v和38 ma，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 ，为了更准确的测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。 图1 图2【解析】（1）b、0.410；（2）7、9，断路；（3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。（或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值）（1）为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉b。螺旋测微器的固定刻度读数为0 mm，可动刻度的读数为：0.01 mm41.0=0.410 mm，故合金丝的直径为 d=0.410 mm。（2）由图知：电压表的读数接近3 v，而电路中电流接近零，说明电路中7、9间有断路。（3）据题：电压表和电流表的示数分别为u=2.23 v，i=38 ma则合金丝的阻值大约为 rx=58.7 由于=51.1，=195.7，所以故为减小测量误差，建议之一：将电流表外接改为内接。建议之二：测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。（或测量多组电流和电压值，用图像法求电阻值）例4（2014海南）现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。图(a) 图(b)（1）由上图读得圆柱体的直径为 mm，长度为 cm。（2）若流经圆柱体的电流为i，圆柱体两端之间的电压为u，圆柱体的直径和长度分别用d、l表示，则用测得的d、l、i、u表示的电阻率的关系式为= 。 【解析】（1）1.844，4.240；（2）。（1）由图a所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5 mm，游标尺示数为34.30.01 mm=0.343 mm，螺旋测微器示数为1.5 mm+0.343 mm=1.843 mm；由图所示可知，游标卡尺主尺示数为4.2 cm，游标尺示数为80.05 mm=0.40 mm，游标卡尺示数为42 mm+0.40 mm=42.40 mm=4.240 cm；（2）根据电阻定律，有：r=，解得：=。例5（2010山东卷）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）：（1）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”）。（2）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。先将选择开关旋至挡（填“欧姆100”、“直流电压10 v”或“直流电流25 ma”），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、。【解析】(1)待测金属丝；（2）直流电压10 v，红，0，e，e。例6.某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3 v的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图1。（2）实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开关，_，合上开关，重复的操作。（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出图2的关系图线，其斜率为_a-1m-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了_的电阻之和。 图1 图2 图3（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图3所示。金属丝的直径是_。图2中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是_，其数值和单位为_（保留三位有效数字）。【解析】（1）实验原理图和实物连线图如图所示。 （2）测出接入电路的金属丝的长度。（3）11，电源内电阻与电阻箱。（4）0.200 mm，金属丝的电阻率，。依据