（新課標）2020高考物理一輪復習 課時作業(yè)37 實驗：測定金屬的電阻率（含解析）新人教版

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1、實驗：測定金屬的電阻率 1．(2018·咸陽模擬)①某同學為了測量某阻值約為5 Ω的金屬棒的電阻率，進行了如下操作：分別使用10分度游標卡尺和螺旋測微器測量金屬棒的長度L和直徑d，某次測量的示數(shù)如題圖1和題圖2所示，長度L＝________mm，直徑d＝________mm. ②現(xiàn)備有下列器材：待測金屬棒：Rx(阻值約5 Ω)；電壓表：V1(量程3 V，內阻約3 kΩ)；V2(量程15 V，內阻約9 kΩ)；電流表：A1(量程0.6 A，內阻約0.2 Ω)；A2(量程3 A，內阻約0.05 Ω)； 電源：E1(電動勢3 V，內阻不計)；滑動變阻器：R1(最大阻值約20 Ω)；R2(最大阻

2、值約1 000 Ω)；開關S；導線若干． 若滑動變阻器采用限流接法，為使測量盡量精確，電壓表應選________，電流表應選________，滑動變阻器應選________(均選填器材代號)．正確選擇儀器后請在圖3中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接．用伏安法測得該電阻的電壓和電流，并作出其伏安特性曲線如圖4所示，若圖像的斜率為k，則該金屬棒的電阻率ρ＝________．(用題目中所給各個量的對應字母進行表述) 答案?、?3.5　5.694?、赩1　A1　R1　 解析　①游標卡尺主尺示數(shù)與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)，故長度L為：23 mm＋5×0.1 mm＝23.5 mm；螺旋

3、測微器固定刻度示數(shù)與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器示數(shù)，故直徑d為：5.5 mm＋19.5×0.01 mm＝5.695 mm ②電源電動勢為3 V，故電壓表用V1；電流表用A1；由于被測電阻約為5 Ω，故滑動變阻器為R1；實物連接圖為： U-I圖像的斜率的物理意義為被測電阻的阻值，即k＝R，結合電阻定律可得金屬棒的電阻率表達式為：ρ＝. 2．(2018·青島二模)某實驗小組在測量金屬圓柱體的電阻率的實驗中，先用螺旋測微器測量圓柱體直徑．再用伏安法測量圓柱體的電阻，已知圓柱體的電阻大約為300 Ω. (1)用螺旋測微器測量其直徑時的刻度位置如圖所示，由圖可知其直徑為________mm

4、.在用伏安法測定圓柱體的電阻時，除被測金屬圓柱體外，還有如下供選擇的實驗器材： A．電流表A1(量程為20 mA，內阻約為10 Ω) B．電流表A2(量程為5 mA，內阻r＝20 Ω) C．電壓表V，(量程為3 V，內阻RV約為4 kΩ) D．定值電阻R1＝10 Ω E．定值電阻R2＝20 Ω F．滑動變阻器R3(0～20 Ω) G．滑動變阻器R4(0～300 Ω) H．直流電源E(電動勢為6 V，內阻很小) I．開關S一個，導線若干 (2)為使測量結果盡量準確，減小誤差，實驗中要求電表偏轉至少半偏以上，要完成實驗，除了待測圓柱體、電壓表(C)、直流電源(H)、開關導線

5、(I)以外，還需要的器材是________(填寫器材前的字母編號)； (3)請畫出實驗電路圖； (4)若電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I，用題中所給符號寫出待測圓柱體的電阻表達式Rx＝________． 答案　(1)4.700　(2)BEF　(3)電路圖如圖所示　(4)－ 解析　(1)由圖示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：4.5 mm＋20.0×0.01 mm＝4.700mm. (2)電壓表量程為3 V，通過待測圓柱體的最大電流約為：I＝＝ A＝0.01 A＝10 mA， 實驗中要求電表偏轉至少半偏以上，則電流表應選擇B，由于B的量程為5 mA小于最大電流10 mA， 應給電流表并聯(lián)

6、一個分流電阻E，為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇F，故還需要的實驗器材為：BEF； (3)由題意可知，待測電阻阻值遠大于電流表內阻，電流表應采用內接法， 由于待測電阻阻值遠大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如答案圖所示： (4)定值電阻R2與電流表的內阻相等，通過改裝后電流表的電流是通過電流表A2電流的兩倍， 電流表A2的示數(shù)為I，則通過待測圓柱體的電流為2I，改裝后電流表內阻：R＝， 待測圓柱體電阻阻值為：Rx＝－. 3．(2018·重慶模擬)某同學為了測量一段電阻絲AB的電阻率ρ做了以下實驗 (1)首先利用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d.

7、轉動旋鈕使測微螺桿與測砧接觸時，示數(shù)如圖1所示，將電阻絲置于測微螺桿與測砧間正確測量時，示數(shù)如圖2所示，則電阻絲的直徑d＝________mm. (2)該同學設計了如圖3所示的電路．已知滑片P與電阻絲接觸良好，其他連接導線電阻不計．現(xiàn)有以下器材： A．待測電阻絲AB B．電源(已知電動勢為E，內阻不計) C．電流表A D．阻值為R的定值電阻 E．毫米刻度尺 F．開關S，導線若干 ①連接好電路，閉合開關S，調節(jié)滑片P的位置，測出電阻絲AP的長度x和電流表的讀數(shù)I；改變P的位置，共測得多組x與I的值． ②根據(jù)測出的I的值，計算出的值，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)點作出-x圖像如圖4所示． ③由

8、-x圖像可得電阻絲電阻率ρ＝________．并可測得電流表A的內阻RA＝________．(均用題給符號表示) 答案　(1)0.755　(2)③　aE－R 解析　(1)由圖1所示可知，螺旋測微器的誤差為：0 mm＋11.5×0.01 mm＝0.115 mm，由圖2所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0.5 mm＋37.0×0.01 mm＝0.870 mm，則金屬絲的直徑：d＝0.870 mm－0.115 mm＝0.755 mm； (2)③根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：E＝IR＋IRA＋I·Rx， 根據(jù)電阻定律，有：Rx＝ρ＝ρ， 聯(lián)立得到：＝＋·x， 由圖示-x圖像可知：a＝，k＝＝，

9、解得：ρ＝，RA＝aE－R. 4．(2018·湖北二模)某同學為測定電阻Rx(約90 Ω)的阻值，實驗室提供以下實驗器材： A．電流表A1(量程90 mA、內阻r1＝10 Ω) B．電流表A2(量程15 mA、內阻r2＝30 Ω) C．電流表A3(量程0.6 A、電阻r3約為0.2 Ω) D．電壓表V(量程6 V、內阻約為10 kΩ) E．定值電阻R0＝20 Ω F．滑動變阻器R，最大阻值約為10 Ω G．電源E(電動勢1.5 V，內阻很小) H．開關S、導線若干 測量要求電表讀數(shù)不得小于量程的； ①該同學設計了如圖所示的部分電路以后，又給出了以下四種設計方案準備接入ab

10、兩點之間，其中合理的是________； ②根據(jù)所選擇的電路，說明實驗中應測物理量__________________________________ ________________________________________________________________________， 寫出測定電阻Rx阻值的字母表達式Rx＝________． 答案?、貲?、陔娏鞅鞟1與電流表A2的讀數(shù)I1和I2　Rx＝－r2 解析?、僖驗殡妱觿轂镋＝1.5 V，電壓表量程為6 V，指針偏角過小，誤差較大，舍去； 電流表A3的量程太大，導致偏角較小，誤差較大，舍去， 故應將電流表A

11、1放在干路，A2放在支路， 因為Rx的阻值約為90 Ω，定值電阻R0＝20 Ω，電流表A2內阻r2＝30 Ω， 故為了使電表讀數(shù)不得小于量程的，應將Rx與電流表A2串聯(lián)后再并上定值電阻R0， 故四種設計方案合理的是D. ②根據(jù)①中所選電路實驗中應測物理量為電流表A1與電流表A2的讀數(shù)I1和I2， 根據(jù)串并聯(lián)電路特點結合歐姆定律可得電阻Rx表達式：Rx＝－r2. 5．(2018·課標全國Ⅲ)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標準定值電阻(R0＝20.0 Ω)；可視為理想電壓表；S1為單刀開關，S2為單刀雙擲開關；E為電源；R為滑動變阻器．采用如下步驟完

12、成實驗： (1)按照實驗原理線路圖(a)，將圖(b)中實物連線； (2)將滑動變阻器滑動端置于適當?shù)奈恢?，閉合S1； (3)將開關S2擲于1端，改變滑動變阻器滑動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2； (4)待測電阻阻值的表達式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)； (5)重復步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)： 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.

13、40 3.39 (6)利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx＝________ Ω.(保留1位小數(shù)) 答案　(1)如圖所示　(4)R0　(6)48.2 解析　(1) (4)根據(jù)實驗過程以及電路圖可知，Rx與R0串聯(lián)，當開關接1時，電壓表測量R0兩端的電壓，故電流為：I＝ 而開關接2時，測量兩電阻總的電壓，則可知，Rx兩端的電壓為：U＝U2－U1； 待測電阻阻值的表達式為：Rx＝＝＝R0； (6)的平均值為＝3.41； 結合(4)中公式，Rx＝R0＝R0＝2.41R0＝2.41×20.0 Ω＝48.2 Ω. 6．(2016·課標全國Ⅱ)某同學利用圖(a)所示電路測量量程為

14、2.5 V的電壓表V的內阻(內阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流電源E(電動勢3 V)，開關1個，導線若干． 實驗步驟如下： ①按電路原理圖(a)連接線路； ②將電阻箱阻值調節(jié)為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應的位置，閉合開關S； ③調節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏； ④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00 V，記下電阻箱的阻值． 回答下列問題： (1)實驗中應選擇滑動變阻器________(填“R1”或“R2”

15、)． (2)根據(jù)圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線． (3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω，若認為調節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內阻為________ Ω(結果保留到個位)． (4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號)． A．100 μA　　　　　　 B．250 μA C．500 μA D．1 mA 答案　(1)R1　(2)連線如圖所示　(3)2 520　(4)D 解析　(1)此實驗的實驗原理類比于半偏法測電表內阻的實驗，電壓表所在支路的總電壓應該盡量不變化，故滑

16、動變阻器應選最大阻值小的即選R1. (3)近似認為電壓表所在支路的總電壓不變，且流過電壓表與電阻箱的電流相等，由串聯(lián)分壓特點知＝， 則RV＝4R＝2 520 Ω. (4)因電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成，表頭允許的最大電流不會因此改變，則由歐姆定律可知，I滿＝＝ A≈1 mA. 7．(2018·海南)某同學利用圖(a)中的電路測量電流表?的內阻RA(約為5 Ω)和直流電源的電動勢E(約為10 V)．圖中R1和R2為電阻箱，S1和S2為開關．已知電流表的量程為100 mA，直流電源的內阻為r. (1)斷開S2，閉合S1，調節(jié)R1的阻值，使電流表滿偏；保持R1的阻值不變，閉合S2，

17、調節(jié)R2，當R2的阻值為4.8 Ω時，電流表的示數(shù)為48.0 mA.忽略S2閉合后電路中總電阻的變化，經(jīng)計算得RA＝________ Ω；(保留2位有效數(shù)字) (2)保持S1閉合，斷開S2，多次改變R1的阻值，并記錄電流表的相應示數(shù)．若某次R1的示數(shù)如圖(b)所示，則此次R1的阻值為________ Ω； (3)利用記錄的R1的阻值和相應的電流表示數(shù)I，作出I－1-R1圖線，如圖(c)所示．用電池的電動勢E、內阻r和電流表內阻RA表示I－1隨R1變化的關系式為I－1＝________．利用圖(c)可求得E＝________V．(保留2位有效數(shù)字) 答案　(1)5.2　(2)148.2　(3)R1＋　9.2(8.9～9.4) 解析　(1)由題意可知，干電路電流不變?yōu)椋篒g＝100 mA，流過電阻箱的電流：I2＝Ig－IA＝100 mA－48 mA＝52 mA， 電流表內阻：RA＝＝＝＝5.2 Ω； (2)由圖(b)所示可知，電阻箱阻值為：1×100 Ω＋4×10 Ω＋8×1 Ω＋2×0.1 Ω＝148.2 Ω； (3)斷開S2、閉合S1，由圖示電路圖可知，電源電動勢：E＝I(r＋R1＋RA)，則：＝R1＋， -R1圖像的斜率：k＝＝，解得：E≈9.2 V. 9