2020届高考物理总复习 作业37 实验十 测定金属的电阻率（含解析）

作业37实验十测定金属的电阻率8非选择题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371甲和乙所示图371(1)由图371甲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)由题图甲读得圆柱体的直径D1 mm0.5 mm34.50.01 mm1.845 mm，由题图乙读得长度L42 mm80.05 mm42.40 mm4.240 cm.(2)圆柱体的电阻R，得.答案：(1)1.8454.240(2)2(2019年安徽皖南八校二联)有一个待测电阻Rx的阻值约为7.5 ，现要精确测量该待测电阻的阻值有下列器材供选用：A电压表(03 V，内阻未知)B电流表(03 A，内阻约为0.5 )C电流表(0100 mA，内阻为4.0 )D定值电阻R01.0 E滑动变阻器(10 ，2 A)F滑动变阻器(1 k，0.5 A)G学生电源(直流4 V)，还有开关一个，导线若干(1)实验中所用电流表应选用_(填“B”或“C”)(2)实验中所用滑动变阻器选用_(填“E”或“F”)(3)实验时要求精确测量待测电阻Rx的阻值，测量电压从零开始多取几组数据，请在虚线方框中画出满足实验要求的测量电路图(4)某同学根据实验得到某组数据为电压表示数为1.60 V，电流表示数为40.0 mA，由此数据可得待测电阻Rx_.(结果保留两位有效数字)图372解析：(1)电路中可能出现的最大电流ImA0.53 A，可见电流表B的量程过大，直接用电流表C量程过小，故可用电流表C与定值电阻并联，此时改装成的电流表量程为IIgA0.5 A(2)滑动变阻器要用分压电路，故选用阻值较小的E.(3)电路图如图372所示(4)当电流表示数为40.0 mA时，此时通过Rx的电流为IxA0.20 A，两端电压Ux(1.600.0404) V1.44 V，所以待测电阻Rx7.2 .答案：(1)C(2)E(3)见解析(4)7.23(2018年高考天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 k)，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：A电压表(量程01 V，内阻约为10 k)B电压表(量程010 V，内阻约为100 k)C电流表(01 mA，内阻约为30 )D电流表(00.6 A，内阻约为0.05 )E电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)F电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)G滑动变阻器R0(阻值范围010 ，额定电流2 A)为使测量尽量准确，电压表选用_，电流表选用_，电源选用_(均填器材的字母代号)；画出测量Rx阻值的实验电路图该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_解析：因电阻较大(约10 k)，所以选大电源F(12 V)，因此电压表选量程为10 V的B，通过电阻Rx的电流小，所以选C(1 mA)；电路采用分压式接法，电流表内接、图见图373因电流表的分压，所以使测量值偏大答案：(3)BCF图373大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)4某同学要把一个量程为200 A的直流电流计改装为量程为4 V的直流电压表(1)他按如图374所示电路，用半偏法测定电流计的内电阻rg，其中电阻R0约为1 k.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用_，电阻R1应选用_，电阻R2应选用_(填器材前的字母)图374A电源(电动势为1.5 V)B电源(电动势为6 V)C电阻箱(0999.9 )D滑动变阻器(0500 )E电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(05.1 k)F电位器(051 k)(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大后续的实验操作步骤依次是：_，_，_，_，最后记录R1的阻值并整理好器材(请按合理的实验顺序，填下列步骤前的字母)a闭合S1b闭合S2c调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度d调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半e调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半f调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的R1的阻值为300.0 ，则图中被测电流计的内阻rg的测量值为_，该测量值_(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值(4)给电流计_(填“串”或“并”)联一个阻值为_k的电阻，就可以将该电流计改装为量程为4 V的电压表解析：(1)利用半偏法测量电流计的内阻时，所选滑动变阻器的阻值必须大于电路所需的最小电阻，根据电路的路端电压等于电源电动势，电路中的最大电流为电流计的满偏电流，则最小阻值为30 k或7.5 k，考虑到保护电路电阻R01 k，则可知调节滑动变阻器使电流计满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 k或6.5 k，所以电路图中的滑动变阻器R2不能选择D和E，只能选择F.电流计满偏时，滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源应选择电动势为6 V的B，而且电位器F的阻值也满足调节所需R1是用来测量电流计内阻的电阻箱，只能选C.(2)实验步骤为：第一步闭合S2(b)，第二步调节R2的阻值，使电流计满偏(c)，第三步闭合S1(a)，第四步调节R1的阻值，使电流计半偏(e)第五步读出R1的示数，此即为待测电流计的内阻(3)R1的示数即为待测电流计的内阻，为300.0 .闭合S1后，电路中的总电阻减小，当电流计半偏时，干路电流就大于电流计的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过电流计的电流，所以电阻箱的阻值略小于被测电流计的内阻(4)给电流计串联一个电阻可以改装成电压表，可得改装电压表的内阻为RV20 k，则串联电阻的大小为20 k300.0 19.7 k.答案：(1)B C F (2)b c a e (3)300.0 略小于(4)串 19.75(2018年高考课标全国卷)一课外实验小组用如图375所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R020.0 )；可视为理想电压表S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理电路图375，将图376中实物连线；图375图376(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；(4)待测电阻阻值的表达式Rx_(用R0、U1、U2表示)；(5)重复步骤(3)，得到如下数据：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.22 1.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx_.(保留1位小数)解析：(1)根据电路图可得实物连接如图377；(4)根据实验过程以及电路图可知，Rx与R0串联，当开关接1时，电压表测量R0两端的电压，故电流为I，而开关接2时，测量两电阻总的电压，则可知Rx两端的电压为UU2U1，由欧姆定律有RxR0(6)的平均值为3.41；则结合(4)中公式可知RxR0R02.41R048.2 .答案：(1)图377(4)R0(6)48.26(2019年辽宁省庄河市月考)用以下器材测量待测电阻Rx的阻值：A待测电阻Rx：阻值约为200 ；B电源E：电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计；C电流表A1：量程为010 mA，内电阻r120 ；D电流表A2：量程为020 mA，内电阻r28 ；E定值电阻R0：阻值R080 ；F滑动变阻器R1：最大阻值为10 ；G滑动变阻器R2：最大阻值为200 ；H单刀开关S，导线若干(1)为了测量电阻Rx，现有甲、乙、丙三位同学设计了如图378所示的实验电路图，你认为正确的是_(选填“甲”“乙”或“丙”)图378(2)滑动变阻器应该选_；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_(选填“a”或“b”)端(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Rx的表达式为Rx_解析：(1)所给的三个电路图中，乙图可明确确定两支路的电流值和含有电流表的支路的电阻值，由此可确定待测阻值，故乙图正确(2)因乙图为滑动变阻器的分压式接法，则用小阻值的变阻器，故应选R1，闭合开关前要让测量电路电压由小变大，故滑片P应置于b端(3)由并联电路特点：Rx(I2I1)(R0r1)I1得Rx答案：(1)乙(2)R1b(3)图3797某中学实验小组测量一种电阻丝的电阻率首先用到的实验器材为：一段拉直并固定在米尺上的电阻丝(电阻丝两端为接线柱，电阻丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在电阻丝上移动)、直流电源、电流表、定值电阻、开关、导线、螺旋测微器等(1)利用螺旋测微器测电阻丝直径，其示数如图379所示，该电阻丝的直径为d_mm.(2)请用笔画线作导线连接如图3710所示实验器材实验过程中，记录相应电阻丝接入电路中的长度L和电流表的示数I，通过改变金属夹位置进行多次测量，并作出L关系图线如图3711所示图3710图3711(3)该实验小组发现，为了测定电阻丝的电阻率还需要知道直流电源的有关数据，找来电压表和滑动变阻器，为了尽可能减小实验误差，应选择图3712_(填“甲”或“乙”)电路，然后按正确的电路测量，作出了UI图象，从图3713中可得该直流电源电动势E_V.图3712图3713(4)请写出电阻丝的电阻率的表达式_(用题中所给符号a、b、c、d、E等表示)解析：(1)由题图知电阻丝的直径为d0.5 mm0.01 mm13.30.633 mm.(2)按如图所示实物连接如图3714所示图3714(3)由L可知，测电阻率还需要知道电源的电动势E，采用题图甲测得的电源电动势E测E实，采用题图乙测得的电源电动势E测E实，因此选用题图乙，根据测得的数据作出UI图象，图线与纵轴的交点即为电源的电动势，即E3 V.(4)由L并结合图象，有，得.答案：(1)0.633(0.6310.635均正确)(2)连线如图3714所示(3)乙3(4)8实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7108m，再利用图3715甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度图3715可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2；电压表：量程3V，内阻约9k；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R03；电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干回答下列问题：图3716(1)实验中滑动变阻器应选_(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_端(填“a”或“b”)(2)在图3716中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图3715乙所示，读数为_V.(4)导线实际长度为_m(保留2位有效数字)解析：(1)电压表量程3 V，故滑动变阻器两端电压大于3 V，而电流表的量程0.6 A，故变阻器的电阻大于5 ，所以应选R2；闭合开关时变阻器接入电路中有效值应最大，所以滑片应在a端(2)根据电路图，实物图应如图3717所示图3717(3)由图知，电压表示数为2.30 V(2.29 2.31 V均正确)(4)Rx知，长度l m94 m答案：(1)R2a(2)如图3717所示(3)2.30 V(2.292.31 V均正确)(4)94(9395均正确)9