2011高三物理一轮复习 10.5 实验：测定金属的电阻率练习题

1 在下列实验步骤中 错误的步骤为 A 用刻度尺测量金属丝连入电路部分的长度三次 算出平均值 B 用千分尺在金属丝三个不同的部位各测量一次直径 算出它们的平均值 C 用伏安法测量电阻时 多次测量对应 I U 的值 算出其平均值 再代入公式 R U I 算出电阻 D 实验时通过金属丝的电流不易太大 以保持金属丝的温度不变 答案 C 2 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右图所示 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 1 从图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 实验中实物接线如下图所示 请指出该同学实物接线中的两处明显错误 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 mm 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 3 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 下列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 图中用 Rx表示 的电 阻 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 BDF 2 3 4 UD2 4IL 4 某兴趣小组在做 测定金属丝的电阻率 的实验中 通过粗测电阻丝的电阻约为 5 为了使测量结果尽量准确 从实验室找到以下供选择的器材 A 电池组 3 V 内阻约 1 B 电流表 A1 0 3 A 内阻 0 012 5 C 电流表 A2 0 0 6 A 内阻约 0 125 D 电压表 V1 0 3 V 内阻 4 k E 电压表 V2 0 15 V 内阻 15 k F 滑动变阻器 R1 0 20 允许最大电流 1 A G 滑动变阻器 R2 0 2 000 允许最大电流 0 3 A H 开关 导线若干 1 实验时应从上述器材中选用 填写仪器前字母代号 2 测电阻时 电流表 电压表 待测电阻 Rx在组成测量电路时 应采用安培表 接法 将设计的电路图画在下面方框内 3 若用螺旋测微器测得金属丝的直径 d 的读数如图 则读数 为 mm 4 若用 L 表示金属丝的长度 d 表示直径 测得电阻为 R 请写出计算金属丝电阻率的表达式 解析 1 由于电源电动势为 3 V 则电压表选 D 由 I 可知电路中最大电流 E R r 约为 0 5 A 则电流表选 C 滑动变阻器采用限流接法 故电阻不能太大 选 F 本实验所 选器材为 ACDFH 2 由于 故电流表采用外接法 设计的电路如下图所示 RA Rx Rx RV 3 由图可以看出螺旋测微器固定刻度值为 0 5 mm 可动刻度为 40 0 01 mm 则读数 为 0 900 mm 4 由 R 及 S 2可解得 L S d 2 Rd2 4L 答案 1 ACDFH 2 如图 3 0 900 mm 4 Rd2 4L 5 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 按如右图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 解析 第一步对应的等效电路如图甲所示 则 Rx RA R1 U1 I1 第二步对应的等效电路如图乙所示 则 RA R1 U2 I2 由以上两式求得 Rx U1 I1 U2 I2 答案 U1 I1 U2 I2 6 2010 年深圳中学 1 某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率 他们截取了一段电线 用米尺测出其长度为 L 用螺旋测微器测得其直径为 D 用多用电表测得其电阻值约为 2 为提高测量的精度 该小组的人员从下列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 用 Rx表示 的电阻 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 最大阻值为 10 额定电流 2 0 A G 滑动变阻器 R2 最大阻值为 1 k 额定电流 1 0 A H 定值电阻 R0 阻值为 3 I 开关 S 一个 导线若干 如右图是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量 其读 数是 mm 为提高实验的精确度 请你为该实验小组设计电路图 并画在下面 的方框中 实验时电压表选 电流表选 滑动变阻器选 只填代号 某次测量时 电压表示数为 U 电流表示数为 I 则该铜芯线材料的电阻率的表达式 为 2 理想变压器是指在变压器变压的过程中 线圈和铁芯不损耗能量 磁场被束缚在铁 芯内不外漏的变压器 现某个理想变压器有一个原线圈 匝数为 n1 和两个副线圈 匝数分别 为 n2 n3 甲 乙 丙同学想探究这个理想变压器的原 副线圈两端的电压与线圈匝数的 关系 甲同学的猜想是 U1 U2 U3 n1 n2 n3 乙同学的猜想是 U1 U2 U3 n3 n2 n1 丙同学的猜想是 U1n1 U2n2 U3n3 你认为猜想合理的同学是 你做出上述判断所依据的物理规律是 为了验证理论推导的正确性 可以通过实验来探究 为保证实验安全 有效地进行 应选用 电源 解析 1 螺旋测微器读数时要注意固定刻度上 0 5 刻度是否已露出 对可动尺 读数时要注意估读到小数点后第三位 单位为 mm 比较电压表内阻 电流表内阻和待测 电阻的大小关系 可得测量电路必须用电流表外接法 滑动变阻器采用分压接法和限流接 法均可 电源的电动势为 3 0 V 考虑到电压表的量程和精确度两个因素 电压表应先 V1 干路中电流的最大值 Imax A 0 6 A 电流表应选 A1 考虑到实验的准 E R R0 3 2 3 确性 滑动变阻器应选 R1 由 R R 和 S 2联立解得该铜芯线材料的电阻率 U I L S D 2 的表达式为 D2U 4LI 2 据法拉第电磁感应定律 E n得 U1 U2 U3 n1 n2 n3 所以甲同学的猜想 t 正确 为保证实验安全 有效地进行 应选用低压 交流电源 答案 1 0 700 电路图如图所示 测量电路必须用电流表外接法 滑动变阻 器采用分压接法亦可 B D F D2U 4LI 2 甲 法拉第电磁感应定律 低压 一般低于 12 V 交流 7 2009 年高考全国卷 材料的电阻率 随温度变化的规律为 0 1 t 其中 称为电阻温度系数 0是材料在 t 0 时的电阻率 在一定的温度范围内 是与温度无关 的常量 金属的电阻一般随温度的增加而增加 具有正温度系数 而某些非金属如碳等则 相反 具有负温度系数 利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性 可制成阻值在一 定温度范围内不随温度变化的电阻 已知 在 0 时 铜的电阻率为 1 7 10 8 m 碳的电阻率为 3 5 10 5 m 在 0 附近 铜的电阻温度系数为 3 9 10 3 1 碳的电阻温度系数为 5 0 10 4 1 将 横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长 1 0 mm 的导体 要求其电阻在 0 附近不随温度变化 求所需碳棒的长度 忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化 解析 设所需碳棒的长度为 L1 电阻率为 1 电阻温度系数为 1 铜棒的长度为 L2 电阻率为 2 电阻温度系数为 2 根据题意有 1 10 1 1t 2 20 1 2t 式中 10 20分别为碳和铜在 0 时的电阻率 设碳棒的电阻为 R1 铜棒的电阻为 R2 有 R1 1 L1 S R2 2 L2 S 式