物理大一輪復習課時規(guī)范訓練第章實驗測定金屬的電阻率

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精高效演練跟蹤檢測1．（1）在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時的讀數(shù)為________mm，合金絲的直徑為________mm.（2)為了精確測量合金絲的電阻Rx，設計出如圖甲所示的實驗電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實物電路連接．解析：（1)由于螺旋測微器開始起點有誤差，估讀為0.007mm,測量后要去掉開始誤差．(2）將電表連入電路時注意電流要從正接線柱流入，掌握滑動變阻器的分壓接法．連接圖如圖所示．答案:（1）0.0070.638(0.636mm～0。640mm)（2)見解析圖2．如圖甲所示的金屬工件，截面外方內(nèi)圓，外邊長約為1cm、內(nèi)徑約為0.5cm、長度約為40cm.（1)某同學用游標卡尺測出截面外邊長如圖乙所示，其讀數(shù)a＝________cm.(2)應選用________來測量工件內(nèi)徑d，選用________來測量工件長度L（填“毫米刻度尺"、“游標卡尺”或“螺旋測微器”)．(3)為了測出該金屬的電阻率，該同學設計了如圖丙所示的電路，請按設計的電路完成實物圖丁的連線．（4）實驗測得工件兩端電壓為U,通過的電流為I，請寫出該金屬電阻率的表達式ρ＝________(用a、d、L、U、I等字母表示)．解析：(1）游標卡尺讀數(shù)時先讀主尺為10mm,游標尺共10個格,每個格代表0。1mm，第5個格對齊，故游標尺讀數(shù)為0.5mm，故總讀數(shù)為10。5mm，即1。05cm。（2）游標卡尺有內(nèi)腳可以測量內(nèi)徑，用毫米刻度尺測量長度．(3)實物圖如圖所示．(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）游標卡尺毫米刻度尺（3）見解析圖(4）eq\f（U4a2－πd2，4IL）3．用伏安法測定電阻約為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，底座的中間有一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時,觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出．實驗采用的電路原理圖如圖乙所示，測量電阻絲直徑所用螺旋測微器如圖丙所示．(1）用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉(zhuǎn)動________使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉(zhuǎn)動________夾住被測物,直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動________使F固定后讀數(shù)．(填儀器部件的字母符號）(2)根據(jù)電路原理圖乙,用筆畫線代替導線，將實物圖丁連接成實驗電路．（3）閉合開關后，滑動變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動，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)計算出相應的電阻值后作出R。L圖線如圖所示．取圖線上兩個點間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝________。解析：(1）在用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉(zhuǎn)動粗調(diào)旋鈕D，使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕H夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕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）見解析圖（3）eq\f（πΔRd2，4ΔL)4．測量一個長約5cm、電阻R1約為30Ω、橫截面為圓形、粗細均勻的導電材料的電阻率,所用器材如下:游標卡尺（20分度）;螺旋測微器；直流電源E（電動勢為18V，內(nèi)阻可忽略不計);標準電流表A1(量程1.5A，內(nèi)阻r1＝6Ω)；電流表A2(量程2A,內(nèi)阻r2約為5Ω）；滑動變阻器R2（最大阻值10Ω）；開關S，導線若干．（1)用游標卡尺測得該材料的長度如圖甲所示，讀數(shù)L＝________cm;用螺旋測微器測得該材料的直徑如圖乙所示，讀數(shù)D＝________mm.(2）請根據(jù)給出的儀器設計測電阻的實驗電路原理圖，要求獲得較多的實驗數(shù)據(jù)．(3)若某次測量中兩電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2，則由已知量和測量量計算電阻率的表達式為ρ＝________。解析：(1)游標卡尺主尺讀數(shù)為50mm,20分度游標卡尺精確度為0.05mm,第5條刻度線與主尺刻度線對齊，故游標尺讀數(shù)為5×0.05mm＝0。25mm，所以該材料的長度為50.25mm＝5.025cm；螺旋測微器固定刻度部分讀數(shù)為2.0mm，可動刻度部分讀數(shù)為15.0×0。01mm＝0。150mm，因此該材料直徑為2。150mm。(2）標準電流表量程為1.5A，內(nèi)阻為6Ω,可當電壓表使用，將其與待測材料并聯(lián)，再與電流表A2串聯(lián)，由于提供的滑動變阻器總電阻小于待測材料電阻,故需要將滑動變阻器接成分壓式電路．(3）通過并聯(lián)電路特點，可知通過電阻R1的電流為I2－I1，其兩端電壓U＝I1r1，所以待測材料的電阻為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）圖見解析(3）eq\f（πD2I1r1,4LI2－I1）5．小張同學打算測量某種由合金材料制成的金屬絲的電阻率ρ.待測金屬絲的橫截面為圓形．實驗器材有：毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表(內(nèi)阻約幾千歐)、電流表(內(nèi)阻約幾歐)、滑動變阻器、電源、電鍵、待測金屬絲及導線若干．（1）用毫米刻度尺測量其長度,用螺旋測微器測量其直徑，結果分別如圖1和圖2所示．由圖可知其長度L＝________cm，直徑為D＝________mm；(2)該同學計劃要用圖象法求出電阻的阻值,要求電壓從0開始變化．請將圖3所示實物電路圖中所缺部分補全;（3）圖4是實驗中測得的6組電流I、電壓U的值描的點,由圖求出的電阻值R＝________Ω(保留3位有效數(shù)字);(4）請寫出待測金屬絲的電阻率ρ的表達式________（用測得的物理量的符號表示)．解析：（1)金屬絲長度測量值為59。40cm；螺旋測微器的讀數(shù)為43.4×0。01mm＝0。434mm，即金屬絲直徑測量值為0。434mm.(2)要求電壓從0開始變化，故滑動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，使直線通過盡量多的點，其他點均勻分布在直線兩側(cè)，舍棄離直線較遠的點，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)（2）圖見解析（3)5。80(4）ρ＝eq\f(πRD2，4L）6．某同學用伏安法測量導體的電阻，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是實物的部分連線圖，待測電阻為圖2中的R1,其阻值約為5Ω.(1）測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導線①連接________（填“a"或“b”）、導線②連接________（填“c”或“d”）．(2）正確接線測得實驗數(shù)據(jù)如下表,用作圖法求得R1的阻值為________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體，R2的邊長是R1的eq\f(1,10),若測R2的阻值,則最優(yōu)的連線應選________(填選項)．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)阻遠大于待測電阻的阻值，故采用電流表外接法，又知滑動變阻器采用分壓電路接線，故測R1阻值的最優(yōu)連接