高考物理总复习 第八章 恒定电流 实验八 测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）测试题-人教版高三全册物理试题.doc

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1、实验八测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)学生用书P153一、实验目的1掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法2掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法3会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率二、实验原理用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据Rx计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx，得出计算金属丝电阻率的公式.三、实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(50 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺四、实验步骤

2、1用螺旋测微器在被测金属丝的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.2按实验原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，反复测量3次，求出其平均值l.4把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入表格内，断开开关S，求出导线电阻Rx的平均值5整理仪器对仪器读数和实验原理的考查学生用书P1531螺旋测微器(1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，旋钮K每旋转一周，螺杆P前进或后退0.

3、5 mm，则螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.甲 乙(3)读数测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出测量值(mm)固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)可动刻度数(估读一位)0.01 (mm)如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足半毫米，从可动刻度上读的示数为15.0，最后的读数为：2.0 mm15.00.01 mm2.150 mm.2游标卡尺(1)构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺

4、的最小分度的差值制成不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(xK精确度)mm.3常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题，首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允

5、许通过的最大电压或电流值，然后根据表盘总的刻度数确定精确度，按照指针的实际位置进行读数即可(1)03 V的电压表和03 A的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V或0.1 A，看清楚指针的实际位置，读到小数点后面两位(2)对于015 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V.(3)对于00.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A.4电流表、电压表测电阻两种方法的比较电流表内接法电流表外接法电路图误差原因电流表分压U测UxUA电压表分流I测IxI

6、V电阻测量值R测RxRARx测量值大于真实值R测Rx测量值小于真实值适用条件RARxRVRx5.伏安法测电阻的电路选择方法(1)阻值比较法：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法(2)临界值计算法Rx时，用电流表内接法(3)实验试探法：按如图所示电路图接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法【典题例析】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

7、量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甲和图乙所示(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为_mm，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用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_解析(1)由题图甲知，圆柱体的直径为1.5 mm34.40.01 mm1.844 mm，长度为42 mm80.05 mm42.40 mm4.240 cm.(2)由I，R及S得.答案(1)1.844(1.8421.846均可)4.240(2)1.在“测定金属的电阻率”的实验中，若待测

8、金属丝的电阻约为5 ，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：A电池组(3 V，内阻1 )B电流表(03 A，内阻0.012 5 )C电流表(00.6 A，内阻0.125 )D电压表(03 V，内阻4 k)E电压表(015 V，内阻15 k)F滑动变阻器(020 ，允许最大电流1 A)G滑动变阻器(02 000 ，允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用_(选填仪器前的字母代号)(2)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻Rx在组成测量电路时，应采用电流表_(选填“外”或“内”)接法，待测金属丝电阻的测量值比真实值偏_(选填“大”或“小”)(3)若用螺旋测微器

9、测得金属丝的直径d的读数如图所示，则读数为_mm.(4)若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式_解析：(1)电池组电压是3 V，流过金属丝的最大电流Im0.5 A，故电流表选C，电压表选D；滑动变阻器选总阻值小的，便于调节，故选F；另外要选导线、开关(2)因为40，800，故电流表选择外接法，外接法测量值偏小(3)根据螺旋测微器的读数规则知，读数是0.5 mm40.00.01 mm0.900 mm.(4)由于R，解得.答案：(1)ACDFH(2)外小(3)0.900(4)对数据处理和误差分析的考查学生用书P1551数据处理(1)求Rx的平均值的两种方法

10、第一种是用Rx算出各次的数值，再取平均值第二种是用UI图线的斜率求出(2)计算电阻率：将记录的数据Rx、l、d的值代入电阻率计算公式Rx.2误差分析(1)金属丝直径、长度的测量带来误差(2)若为内接法，电流表分压，若为外接法，电压表分流3注意事项(1)测量直径应在导线连入电路前进行，测量金属丝的长度，应在导线连入电路后拉直的情况下进行(2)本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法(3)电流不宜太大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大【典题例析】(高考江苏卷)某同学通过实验测量一种合金的电阻率(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径为防

11、止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图甲所示的部件_(选填“A”“B”“C”或“D”)从图中的示数可读出合金丝的直径为_mm.甲乙(2)如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化由此可以推断：电路中_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_(选填“短路”或“断路”) .(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为 58.7 .为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件

12、下，对实验应作怎样的改进？ 请写出两条建议：_；_.解析(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧，即旋紧B.螺旋测微器的示数为(041.00.01)mm0.410 mm.(2)电压表的示数不为零，电流表的示数几乎为零，说明连接两电表的电路是导通的而滑动变阻器几乎不起作用，说明线路电阻很大，故可判断7、8、9间断路(3)由题意知0.005”“”或“”)，主要理由是_解析：(1)因滑动变阻器阻值较小，所以选择滑动变阻器的分压接法实验电路图如图所示(2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，

13、调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻(3)断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RVRV(其他合理说法也可以)答案：见解析3(2018大庆质检)为了测量一根长约3 cm，电阻约为100 ，横截面为圆形，粗细均匀的导电材料的电阻率，所用器材如下：直流电源E，电动势为8.0 V，内阻可忽略不计；电流表A1，量程为025 mA，内阻r1100 ；电流表A2，量程为0150 mA，内阻r220 ；定值电阻R0，阻值为10 ；滑动变阻器R，最大阻值为10 ；开关S、导线若

14、干(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，示数为L_mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，示数为D_mm.(2)为了在测量中尽量减小误差，并测多组数据，现给出测量电阻Rx的实验电路图丙，请据此电路图将图丁中的实验器材连接起来(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则由已知量和测量量计算电阻率的表达式为_(用题目中字母表示即可)解析：(1)材料的长度L3 cm70.05 mm30.35 mm，材料的直径D3 mm20.50.01 mm3.205 mm.(3)由欧姆定律可得Rxr1由电阻定律可得Rx联立可解得I2(R0r2)I1r1答案：(1)30.353.2

15、05(2)如图所示(3)I2(R0r2)I1r14(2017高考全国卷)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A，内阻大约为2 500 )的内阻可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 )；电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 )；电源E(电动势约为1.5 V)；单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片 (1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线 (2)完成下列填空：R1的阻值为_(填“20”或“2 000”)为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的_端(填“左”或“右”)对应的位置；将R

16、2的滑片D置于中间位置附近将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，接通S1.将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势_(填“相等”或“不相等”)将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变待测微安表的内阻为_(结果保留到个位)(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：_.解析：(2)R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R1的电阻为20 ，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R1的滑片C应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节D的位置，使闭合S2前后微安表的示数不变，说明闭合后S2中没有电流通过，B、D两点电势相等；将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变说明，则解得RA2 550 .(3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程答案：(1)连线如图(2)20左相等2 550(3)调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程