【创新设计】高考物理总复习 3-1-7-4 实验 测定金属的电阻率

用心 爱心 专心1 第第 4 4 讲讲 实验实验 测定金属的电阻率测定金属的电阻率 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直径时的刻度位置如图 7 4 8 所示 用米尺测出金属丝的长度L 金属丝的电阻大约为 5 先用伏安法测出 金属丝的电阻Rx 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 图 7 4 8 1 从图 7 4 8 中读出金属丝的直径为 mm 2 为此取来两节新的干电池 开关和若干导线及下列器材 A 电压表 0 3 V 内阻 10 k B 电压表 0 15 V 内阻 50 k C 电流表 0 0 6 A 内阻 0 05 D 电流表 0 3 A 内阻 0 01 E 滑动变阻器 0 10 F 滑动变阻器 0 100 要求较准确地测出其阻值 电压表应选 电流表应选 滑动变阻器 应选 填序号 实验中实物接线如图 7 4 9 所示 请指出该同学实物接线中的两处明显错误 图 7 4 9 错误 1 错误 2 解析 1 金属丝的直径为d 0 5 mm 17 9 0 01 mm 0 679 mm 2 电流表和电压表指针偏转大时测量误差小 所以电压表选 A 电流表选 C 滑动变阻 器限流式控制电路时 其阻值为待测电阻的 2 5 倍为好 所以选 E 本题难度中等 答案 1 0 679 0 677 0 681 mm 均可 2 A C E 错误 1 导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误 2 采用了电流表内接 法 2 一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率 他截取了一段长为L的电线 并测得其直径为D 用多用电表测其电阻发现阻值小于 1 为提高测量的精度 他从 图 7 4 10 器材中挑选了一些元件 设计了一个电路 重新测量这段导线 下图中用Rx 表示 的电阻 用心 爱心 专心2 图 7 4 10 A 电源E 电动势为 3 0 V 内阻不计 B 电压表 V1 量程为 0 3 0 V 内阻约为 2 k C 电压表 V2 量程为 0 15 0 V 内阻约为 6 k D 电流表 A1 量程为 0 0 6 A 内阻约为 1 E 电流表 A2 量程为 0 3 0 A 内阻约为 0 1 F 滑动变阻器R1 最大阻值 5 额定电流 2 0 A G 滑动变阻器R2 最大阻值 1 k 额定电流 1 0 A H 开关 S 一个 导线若干 1 实验时电压表选 电流表选 滑动变阻器选 填元件符号 2 请设计合理的测量电路 把电路图画在作图框中 在图中表明元件符号 3 在实物图中用笔画线替代导线连接元件 4 某次测量时 电压表示数为U 电流表示数为I 则该铜芯电线材料的电阻率的表达 式为 答案 1 B E F 2 见下图 3 见下图 4 UD2 4IL 3 在 测定金属的电阻率 的实验中 需要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Rx 用电流表和电压表测 金属丝的电阻时 由于电压表 电流表内阻的影响 不论使用电流表内接法还是电流表 外接法 都会产生系统误差 按如图 7 4 11 所示的电路进行测量 可以消除由于电表 内阻造成的系统误差 利用该电路进行实验的主要操作过程是 第一步 先将R2的滑动触头调到最左端 单刀双掷开关 S2向 1 闭合 闭合开关 S1 调节 滑动变阻器R1和R2 使电压表和电流表的示数尽量大些 不超过量程 读出此时电压表 用心 爱心 专心3 和电流表的示数U1 I1 第二步 保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变 将单刀双掷开关 S2向 2 闭合 读出此 时电压表和电流表的示数U2 I2 请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式Rx 图 7 4 11 解析 第一步对应的等效电路如图 甲 所示 则Rx RA R1 U1 I1 甲 乙 第二步对应的等效电路如图 乙 所示 则RA R1 由以上两式求得 Rx U2 I2 U1 I1 U2 I2 答案 U1 I1 U2 I2 4 某研究性学习小组设计了如图 7 4 12 图 1 所示的电路 用来研究稀盐水溶液的电阻 率与浓度的关系 图中E为直流电源 K 为开关 K1为单刀双掷开关 V 为电压表 A 为 多量程电流表 R为滑动变阻器 Rx为待测稀盐水溶液液柱 图 7 4 12 1 实验时 闭合 K 之前应将R的滑片P置于 填 C 或 D 端 当用电流表 外接法测量Rx的阻值时 K1应置于位置 填 1 或 2 2 在一定条件下 用电流表内 外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图 2 所示 不计由于通电导致的化学变化 实验中Rx的通电面积为 20 cm2 长度为 20 cm 用内接法测得Rx的阻值是 3 500 则其电阻率为 m 由图中对应曲线 填 1 或 2 可得此时溶液浓度约为 结果保留两位有效数字 解析 对于分压式电路 闭合电键 K 前要使测量电路电压最小 所以滑动变阻器滑片P 应该置于D 电键 K1置于 1 时 电压表直接接在待测电阻两端 属于电流表外接法 由电 阻定律Rx L S可