高考物理大一轮复习 题组层级快练35 第八单元 恒定电流 3 实验：测定金属的电阻率-人教版高三全册物理试题.doc

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1、题组层级快练(三十五)实验：测定金属的电阻率一、选择题1现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a和b所示(1)由上图读得圆柱体的直径为_ cm，长度为_ cm.(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_答案(1)0.18444.240(2)解析(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm34.40.01 mm1.844 mm(1.8421.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42 m

2、m80.05 mm42.40 mm4.240 cm；(2)圆柱体的横截面积为S()2，由电阻定律R和欧姆定律R可知，.2衡水中学课外活动小组的同学们在做自来水电阻率的测定课题时，在一根粗细均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量某同学选用的电学器材如下：电压表(量程15 V，内阻约90 k)、电流表(量程300 A，内阻约50 )、滑动变阻器(100 ，1 A)、电池组(电动势E12 V，内阻r6 )、开关一个、导线若干实验中测量情况如下：安装前他用图乙(a)的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙(b)所示测得两电极相距L0.314 m.实验中测得包

3、括0在内的9组电流I、电压U的值，在坐标纸上描点如图所示根据以上材料请回答下面的问题：(1)测量玻璃管内径时，应将图乙(a)游标卡尺中的A、B、C三部分中的_与玻璃管内壁接触；玻璃管的内径d_mm.(2)为保证安全，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至_端(选填M或N)(3)根据实验数据可知他测得水柱的电阻R_(保留两位有效数字)；用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率_(4)该同学在完成实验报告时，通过比较水柱电阻、电表内阻时发现，实验中的电路设计有不妥之处，会引起较大的系统误差，于是他在实验报告中提出了改进意见，并画出了改进后的电路原理图请在虚线框中画出改进后的实验电路原理图

4、答案(1)A30.75(2)M(3)1.0105(4)如图所示解析(1)游标卡尺中的A是用于测内径的，其读数d30 mm150.05 mm30.75 mm(2)滑动变阻器分压接法时，闭合开关时，分压应为零，即滑片应置于M端(3)根据图作过原点的直线(使较多的点在直线上或平均分布于直线两侧)，其斜率即为阻值R1.0105 .根据R，得.(4)由于被测电阻阻值较大，故电流表应内接3为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 )，有以下一些器材可供选择电流表A1(量程050 mA，内阻约10 )；电流表A2(量程03 A，内阻约0.12 )；电压表V1(量程03 V，内阻很大)；电压表V2(量程015

5、V，内阻很大)；电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 )；定值电阻R(20 ，允许最大电流1.0 A)；滑动变阻器R1(010 ，允许最大电流2.0 A)；滑动变阻器R2(01 k，允许最大电流0.5 A)；单刀单掷开关S一个，导线若干(1)电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_(填字母代号)(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图(要求所测量范围尽可能大)(3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx_答案(1)A1V1R1(2)见解析图(3)R解析(1)首先选取唯一性器材：电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 )，定值电阻R(

6、20 允许最大电流1.0 A)，单刀单掷开关S，导线电源电动势约为3 V，所以电压表选择V1(量程03 V，内阻很大)；待测电阻Rx的阻值约为30 ，流过Rx的最大电流为0.1 A100 mA，如果电流表选择A2(量程03 A，内阻约0.12 )，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A1(量程050 mA，内阻约10 )；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1(010 ，允许最大电流2.0 A)(2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50

7、 mA，应给待测电阻串联一个定值电阻R，起保护作用实验原理图如图所示(3)根据欧姆定律可得RxR.4在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系你认为要不要串联电流表？并简单说明理由_；几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则金属丝d应为下表中的_(用表中编号D、E、F表示)编号材料长度L/m横截面积S/m

8、m2A镍铬合金0.300.50B镍铬合金0.500.50C镍铬合金0.301.00D镍铬合金0.501.00E康铜丝0.300.50F康铜丝0.501.00(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率用毫米刻度尺测量金属丝长度为L80.00 cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示，则金属丝的直径d为_；按如图丙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在如图丁所示的坐标系上由图可求得金属丝的电阻R_，该金属丝的电阻率_m(保留两位有效数字)答案(1)不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比E(2)1.600 mm

9、0.521.3106解析(1)串联电路的电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小探究影响电阻的因素，应采用控制变量法，实验已选A、B、C的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同，因此d应选表中的E.(2)由题图乙示螺旋测微器可知，其示数为1.5 mm10.00.01 mm1.600 mm；根据坐标系内的点作出图像如图所示由图像可知，电阻阻值为R 0.52 ；由R可得，电阻率 m1.3106 m.5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

10、径，某次测量的示数如图(a)和(b)所示，长度为_ cm，直径为_ mm.(2)按图(c)连接电路后，实验操作如下将滑动变阻器R1的阻值置于最_处(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.将电阻箱R2的阻值调至最_(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1 280 .(3)由此可知，圆柱体的电阻为_.答案(1)5.015.315(2)大大(3)1 280解析(1)长度l5.0 cm1 mm5.01 cm；直径d5 mm31.5 mm5.315 mm.(2)为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应

11、将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处为使电路中电流较小，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当I相同均为I0时，R2R圆柱体所以R圆柱体1 280 6现要测量一待测电阻的阻值，所用器材如下：标准电流表A1(量程250 mA，内阻r15 )；电流表A2(量程300 mA，内阻r2约为5 )；待测电阻R1(阻值约为100 )；滑动变阻器R2(最大阻值10 )；电源E(电动势约为6 V，内阻r约为1 )；单刀单掷开关，导线若干(1)要求方法简捷，并能测量多组数据，画出实验

12、电路原理图，并标明每个器材的代号(2)实验中，需要直接测量的物理量有_，用测得的量表示待测电阻R1的阻值R1_答案(1)实验电路原理图见解析图(2)两电流表A1、A2的读数I1、I2r1【解析】(1)由于A1的内阻已知，可当做电压表来用；又给了另一个电流表A2，可结合两电流表示数之差，利用欧姆定律测R1的阻值；题目要求测多组数据，滑动变阻器应接成分压式；电路图如图所示：(2)实验中，测出两电流表A1、A2的读数I1、I2之后，则(I2I1)R1I1r1，所以R1.7(2016课标全国)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V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

13、大阻值99 999.9 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；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；调节滑动变阻器，使电压表满偏；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2.00 V，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_(填“R1”或“R2”)(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线(3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，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_(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)A10 AB250 AC500 A D1 mA答案(1)R1(2)连线如下图所示(3)2 520(4)D解析(1)实验原理类比于半偏法测电表内阻，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，即滑动变阻器选最大阻值小的即选R1.(3)近似认为电压表所在电路的总电压不变，则RV4R2 520 .(4)由欧姆定律可知，I满 mA1 mA.