高考物理一轮复习-实验八-测定金属的电阻率

1．在测定某金属的电阻率实验中：(1)某学生进行了如下操作：①利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图1所示，则d＝________mm。②测量金属丝电阻Rx的电路图如图2所示，闭合开关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表1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，发生这种现象的原因是__________________，比较合理且较准确的金属丝电阻Rx测＝________Ω(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(选填“＞”“＝”或“＜”)。U(V)I(A)接线端P接a1.840.15接线端P接b2.400.15表1U(V)I(A)接线端P接a2.560.22接线端P接b3.000.20表2(2)另一同学找来一恒压电源，按图3的电路先后将接线端P分别接a处和b处，测得相关数据如表2所示，该同学利用该数据可算出Rx的真实值为________Ω。解析：(1)①由题图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为1.5mm＋20.4×0.01mm＝1.704mm。②由表中实验数据可知，电压表接a、b两点时，电流表示数不变，电压表示数变化较大，说明电压表内阻很大，电压表分流很小，几乎为零，电流表分压较大，电流表应采用外接法，接线端P应接a点，金属丝电阻Rx测＝eq\f(Ua,Ia)＝eq\f(1.84,0.15)Ω≈12Ω；电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值。(2)由表中实验数据知，RA＝eq\f(Ub－Ua,Ia)，则Rx＝eq\f(Ub,Ib)－RA＝13Ω。答案：(1)①1.704②电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零12＜(2)132．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。(1)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甲和乙所示，长度为________cm，直径为________mm。(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(选填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0。②将电阻箱R2的阻值调至最________(选填“大”或“小”)，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1280Ω。(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω。解析：(1)游标卡尺的精度为0.1mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01cm，螺旋测微器的读数为d＝(5＋31.7×0.01)mm＝5.317(2)①为了保护电流表，在接通电路之前，要使电路中的总电阻尽可能大，然后慢慢减小电路中的电阻。②为使电路电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大。(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示。当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示。由闭合电路欧姆定律知I＝eq\f(E,R1＋R＋r)，当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体，所以R圆柱体＝1280Ω。答案：(1)5.015.317(5.315～5.319均可)(2)①大②大(3)12803.某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干。实验步骤如下：①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。A．100μA B．250μAC．500μA D．1mA解析：(1)滑动变阻器R1的阻值较小，在分压电路中便于调节，故实验中应选择滑动变阻器R1。(2)实物图连线如图所示。(3)电阻箱阻值为0时，电压表满偏电压Ug＝2.5V，电阻箱阻值R＝630.0Ω时，电压表的示数UV＝2.00V，此时电阻箱两端的电压UR＝Ug－UV＝0.5V，根据串联电路电压与电阻成正比可得eq\f(UV,UR)＝eq\f(Rg,R)，故Rg＝eq\f(UV,UR)R＝eq\f(2.00,0.5)×630.0Ω＝2520Ω。(4)电压表的满偏电流为Ig，则IgRg＝Ug，故Ig＝eq\f(Ug,Rg)＝eq\f(2.5,2520)A≈1mA，选项D正确。答案：(1)R1(2)图见解析(3)2520(4)D4．(2021·山西太原第五中学段考)在电子线路制作中常用到覆铜板，覆铜板是将补强材料(加入橡胶中可以显著提高其力学性能的材料)浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板，它是做印制电路板的基本材料，常叫基材。小明同学是电子制作爱好者，他想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度。于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率ρ＝1.75×10－8Ω·m，并利用下列器材完成了这个实验：A．电源E(电动势为6V，内阻不计)；B．取待测长方形覆铜板一块(一面覆铜箔)，将两个粗铜条A、B平行压置在覆铜板的两端，与覆铜板接触良好，用作电极，如此就制成了待测电阻Rx(阻值约为2Ω)；C．滑动变阻器R1(总阻值约为10Ω)；D．定值电阻R2(电阻值R2＝6Ω)；E．毫米刻度尺和游标卡尺；F．电压表(量程为6V，内阻很大)；G．电流表(量程为0.6A，内阻约为5Ω)；H．开关K，导线若干。(1)请在图甲的实物图中完成实物连线，要求实验测量精度高、多测几组数据。(2)小明在接通电路之前，先用游标卡尺测得覆铜板宽度d如图乙所示，则游标卡尺的读数为________mm。(3)小明用毫米刻度尺测两电极A、B间的距离L＝1.0010m(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请完成作图。若所得图线的斜率用k表示，则导电铜膜的电阻Rx＝________(用k及题中所给字母表示)，根据实验数据及IU图线求出导电铜膜的电阻Rx＝________Ω(计算结果保留两位有效数字)。(5)计算导电铜膜厚度h的值为________mm(计算结果保留两位有效数字)。解析：(1)铜膜电阻很小，为保护电路应把定值电阻与待测电阻串联，电压表内阻远大于铜膜电阻，电流表采用外接法；为测多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，则实物图如图1所示。(2)游标卡尺的读数为8mm＋1×0.02mm＝(4)作出IU图像如图2所示。因Rx＋R2＝eq\f(U,I)＝eq\f(1,k)，则Rx＝eq\f(1,k)－R2；由图线可知：k＝eq\f(0.48,4)＝eq\f(3,25)，解得：Rx≈2.3Ω。(5)根据Rx＝ρeq\f(L,S)＝eq\f(ρL,dh)，解得：h＝eq\