物理大一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練第章實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬的電阻率

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精高效演練跟蹤檢測(cè)1．（1）在測(cè)定一根粗細(xì)均勻合金絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，利用螺旋測(cè)微器測(cè)定合金絲直徑的過(guò)程如圖所示，校零時(shí)的讀數(shù)為_(kāi)_______mm，合金絲的直徑為_(kāi)_______mm.（2)為了精確測(cè)量合金絲的電阻Rx，設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實(shí)物電路連接．解析：（1)由于螺旋測(cè)微器開(kāi)始起點(diǎn)有誤差，估讀為0.007mm,測(cè)量后要去掉開(kāi)始誤差．(2）將電表連入電路時(shí)注意電流要從正接線柱流入，掌握滑動(dòng)變阻器的分壓接法．連接圖如圖所示．答案:（1）0.0070.638(0.636mm～0。640mm)（2)見(jiàn)解析圖2．如圖甲所示的金屬工件，截面外方內(nèi)圓，外邊長(zhǎng)約為1cm、內(nèi)徑約為0.5cm、長(zhǎng)度約為40cm.（1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)出截面外邊長(zhǎng)如圖乙所示，其讀數(shù)a＝________cm.(2)應(yīng)選用________來(lái)測(cè)量工件內(nèi)徑d，選用________來(lái)測(cè)量工件長(zhǎng)度L（填“毫米刻度尺"、“游標(biāo)卡尺”或“螺旋測(cè)微器”)．(3)為了測(cè)出該金屬的電阻率，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，請(qǐng)按設(shè)計(jì)的電路完成實(shí)物圖丁的連線．（4）實(shí)驗(yàn)測(cè)得工件兩端電壓為U,通過(guò)的電流為I，請(qǐng)寫(xiě)出該金屬電阻率的表達(dá)式ρ＝________(用a、d、L、U、I等字母表示)．解析：(1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)先讀主尺為10mm,游標(biāo)尺共10個(gè)格,每個(gè)格代表0。1mm，第5個(gè)格對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為0.5mm，故總讀數(shù)為10。5mm，即1。05cm。（2）游標(biāo)卡尺有內(nèi)腳可以測(cè)量?jī)?nèi)徑，用毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度．(3)實(shí)物圖如圖所示．(4）由R＝eq\f（U,I),R＝eq\f(ρL，S)，S＝a2－eq\f（1,4)πd2聯(lián)立可得電阻率的大小ρ＝eq\f（U4a2－πd2,4IL)答案:（1）1.05cm(2）游標(biāo)卡尺毫米刻度尺（3）見(jiàn)解析圖(4）eq\f（U4a2－πd2，4IL）3．用伏安法測(cè)定電阻約為5Ω的均勻電阻絲的電阻率,電源是兩節(jié)干電池．如圖甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱上，底座的中間有一個(gè)可沿電阻絲滑動(dòng)的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時(shí),觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出．實(shí)驗(yàn)采用的電路原理圖如圖乙所示，測(cè)量電阻絲直徑所用螺旋測(cè)微器如圖丙所示．(1）用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)________使測(cè)微螺桿F接近被測(cè)電阻絲，再轉(zhuǎn)動(dòng)________夾住被測(cè)物,直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)________使F固定后讀數(shù)．(填儀器部件的字母符號(hào)）(2)根據(jù)電路原理圖乙,用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖丁連接成實(shí)驗(yàn)電路．（3）閉合開(kāi)關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次改變P的位置,得到幾組U、I、L的數(shù)據(jù)，用R＝eq\f(U，I)計(jì)算出相應(yīng)的電阻值后作出R。L圖線如圖所示．取圖線上兩個(gè)點(diǎn)間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝________。解析：(1）在用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D，使測(cè)微螺桿F接近被測(cè)電阻絲，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)．（2)如圖所示（3)根據(jù)R＝ρeq\f（l，S)，得ΔR＝ρeq\f（ΔL,S）,而S＝eq\f（πd2，4)，代入得ρ＝eq\f（πΔRd2,4ΔL).答案：（1）DHG(2）見(jiàn)解析圖（3）eq\f（πΔRd2，4ΔL)4．測(cè)量一個(gè)長(zhǎng)約5cm、電阻R1約為30Ω、橫截面為圓形、粗細(xì)均勻的導(dǎo)電材料的電阻率,所用器材如下:游標(biāo)卡尺（20分度）;螺旋測(cè)微器；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為18V，內(nèi)阻可忽略不計(jì));標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程1.5A，內(nèi)阻r1＝6Ω)；電流表A2(量程2A,內(nèi)阻r2約為5Ω）；滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10Ω）；開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．（1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度如圖甲所示，讀數(shù)L＝________cm;用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑如圖乙所示，讀數(shù)D＝________mm.(2）請(qǐng)根據(jù)給出的儀器設(shè)計(jì)測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，要求獲得較多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．(3)若某次測(cè)量中兩電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2，則由已知量和測(cè)量量計(jì)算電阻率的表達(dá)式為ρ＝________。解析：(1)游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為50mm,20分度游標(biāo)卡尺精確度為0.05mm,第5條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，故游標(biāo)尺讀數(shù)為5×0.05mm＝0。25mm，所以該材料的長(zhǎng)度為50.25mm＝5.025cm；螺旋測(cè)微器固定刻度部分讀數(shù)為2.0mm，可動(dòng)刻度部分讀數(shù)為15.0×0。01mm＝0。150mm，因此該材料直徑為2。150mm。(2）標(biāo)準(zhǔn)電流表量程為1.5A，內(nèi)阻為6Ω,可當(dāng)電壓表使用，將其與待測(cè)材料并聯(lián)，再與電流表A2串聯(lián)，由于提供的滑動(dòng)變阻器總電阻小于待測(cè)材料電阻,故需要將滑動(dòng)變阻器接成分壓式電路．(3）通過(guò)并聯(lián)電路特點(diǎn)，可知通過(guò)電阻R1的電流為I2－I1，其兩端電壓U＝I1r1，所以待測(cè)材料的電阻為R1＝eq\f（I1r1,I2－I1），由電阻定律R1＝ρeq\f（L，S)，S＝eq\f（πD2，4)，解得：電阻率ρ＝eq\f(πD2I1r1，4LI2－I1）.答案：(1）5.0252.150（2）圖見(jiàn)解析(3）eq\f（πD2I1r1,4LI2－I1）5．小張同學(xué)打算測(cè)量某種由合金材料制成的金屬絲的電阻率ρ.待測(cè)金屬絲的橫截面為圓形．實(shí)驗(yàn)器材有：毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器、電壓表(內(nèi)阻約幾千歐)、電流表(內(nèi)阻約幾歐)、滑動(dòng)變阻器、電源、電鍵、待測(cè)金屬絲及導(dǎo)線若干．（1）用毫米刻度尺測(cè)量其長(zhǎng)度,用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑，結(jié)果分別如圖1和圖2所示．由圖可知其長(zhǎng)度L＝________cm，直徑為D＝________mm；(2)該同學(xué)計(jì)劃要用圖象法求出電阻的阻值,要求電壓從0開(kāi)始變化．請(qǐng)將圖3所示實(shí)物電路圖中所缺部分補(bǔ)全;（3）圖4是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值描的點(diǎn),由圖求出的電阻值R＝________Ω(保留3位有效數(shù)字);(4）請(qǐng)寫(xiě)出待測(cè)金屬絲的電阻率ρ的表達(dá)式________（用測(cè)得的物理量的符號(hào)表示)．解析：（1)金屬絲長(zhǎng)度測(cè)量值為59。40cm；螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為43.4×0。01mm＝0。434mm，即金屬絲直徑測(cè)量值為0。434mm.(2)要求電壓從0開(kāi)始變化，故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．金屬絲電阻較小,安培表用外接．(3)用直線擬合各數(shù)據(jù)點(diǎn)，使直線通過(guò)盡量多的點(diǎn)，其他點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，舍棄離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，直線的斜率表示金屬絲的電阻，故R＝5.80Ω.(4)由電阻定律可知,R＝ρeq\f(L,S）,S＝eq\f(πD2,4），解兩式得:ρ＝eq\f(πRD2，4L).答案：（1）59。400。434(0。433～0.435均對(duì))（2）圖見(jiàn)解析（3)5。80(4）ρ＝eq\f(πRD2，4L）6．某同學(xué)用伏安法測(cè)量導(dǎo)體的電阻，現(xiàn)有量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表和量程為0。6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表．采用分壓電路接線,圖1是實(shí)物的部分連線圖，待測(cè)電阻為圖2中的R1,其阻值約為5Ω.(1）測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接________（填“a"或“b”）、導(dǎo)線②連接________（填“c”或“d”）．(2）正確接線測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,用作圖法求得R1的阻值為_(kāi)_______Ω.U/V0。400.801。201.602。002。40I/A0。090.190。270。350.440。53(3)已知圖2中R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體，R2的邊長(zhǎng)是R1的eq\f(1,10),若測(cè)R2的阻值,則最優(yōu)的連線應(yīng)選________(填選項(xiàng))．A．①連接a，②連接c B．①連接a，②連接dC．①連接b，②連接c D．①連接b，②連接d解析：(1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻的阻值，故采用電流表外接法，又知滑動(dòng)變阻器采用分壓電路接線，故測(cè)R1阻值的最優(yōu)連接