高考物理大一轮复习 实验七 测定金属的电阻率

1 实验七 测定金属的电阻率 1 某同学做 测定金属电阻率 的实验 1 需要通过实验直接测量的物理量有 写出名称和符号 2 这位同学在一次测量时 电流表 电压表的示数如实图 7 1 所示 由图中电流表 电压表的读数可计算出金属丝的电阻为 实图 7 1 解析 1 由 R R 得 需要直接测量的物理量有 U I l d lS UI Ud2 4Il 2 电压表读数是 2 40 V 电流表读数是 0 46 A 电阻 R 5 22 UI 2 400 46 答案 1 加在金属丝两端的电压 U 通过金属丝的电流 I 金属丝的长度 l 金属丝的 直 径 d 2 5 22 2 探究导体电阻与导体长度 横截面积 材料的关系 的实验电路如实图 7 2 所示 a b c d 是四种不同的金属丝 现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝 其规格如 下表所示 实图 7 2 编号 材料 长度 m 横截面积 mm 2 A 镍铬合金 0 8 0 8 B 镍铬合金 0 5 0 5 2 C 镍铬合金 0 3 0 5 D 镍铬合金 0 3 1 0 E 康铜合金 0 3 0 5 F 康铜合金 0 8 0 8 1 电路中四种金属丝应分别选用上表中的 用编号表示 2 某学生对实验数据分析归纳出 电路图中四种金属丝的电阻 R 与长度 L 横截面积 S 的关系可用比例式 R 来表示 你认为是否正确 为什么 LS 3 在交流合作时 有位同学提出用如实图 7 3 所示的电路 只要将 图中 P 端分别和 1 2 3 4 相接 读出电流 利用电流跟电阻成反比的关系 也能探究出导体电阻与其影 响因素的定量关系 请你对其作出评价 实图 7 3 解析 1 本实验采用的是控制变量法 分别选用导体材料相同 横截面积相同时 导 体 的长度不同 B C 符合要求 选用 导体材料相同 长度相同时 导体的横截面积不同 C D 符合要求 选用导体横截面积相同 长度相同时 导体的材料不同 C E 符合要 求 故选 BCDE 答案 1 BCDE 2 不正确 因为它们的材料不完全相同 3 不能探究出 实验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等 电流表的内阻 与 金属丝相比不能忽略 对实验影响较大 3 在 测定金属的电阻率 的实验中 用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如实 图 7 4 所示 用米尺测出金属丝的长度 L 金属丝的电阻大约为 5 先用伏安法测 出金属丝的电阻 R 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率 3 实图 7 4 1 从图中读出金属丝的直径为 mm 2 为此取来两节新的干电池 电键和若干导线及下列器材 A 电压表 0 3 V 内阻 10 k B 电压表 0 15 V 内阻 50 k C 电流表 0 0 6 A 内阻 0 05 D 电流表 0 3 A 内阻 0 01 E 滑动变阻器 0 10 F 滑动变阻器 0 100 要求较准确地测出其阻值 电压表应选 电流表应 选 滑动变阻 器 应选 填序号 实验中某同学的实物接线如实图 7 5 所示 请指出该同学实物接线中的两处明显错 误 实图 7 5 错误 1 错误 2 3 若测得金属丝的直径用 d 表示 电阻用 R 表示 则该金属材料的电阻率 4 解析 1 从螺旋测微器的固定刻度上可以看出 半毫米刻度线已经露出来 因此主尺 上 应读 0 5 mm 可动刻 度上接近第 18 个刻度线 可以估读 0 180 mm 或 0 179 mm 所 以 该金属丝 直径应为 0 5 mm 0 180 mm 或 0 179 mm 0 680 mm 或 0 679 mm 2 由电路图知电源是两节干电池 电动势是 3 V 用 3 V 量程的电压表 A 因为电阻 丝的电阻大约为 5 如果把 3 V 的电动势全加在电阻丝上 电流才是 0 6 A 因此用 量 程是 0 6 A 的电流表 C 此题中金属丝的电阻大约为 5 为了减小实验误差 应选 10 的滑动变阻器 E 3 由 R 可得 LS Rd24 L 答案 1 0 680 或 0 679 2 A C E 错误 1 导线连接在滑动变阻器的滑片 上 错误 2 采用了电流表内接法 3 Rd24 L 4 1 用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如实图 7 6 所示 该金属丝的直径是 mm 2 某同学测量阻值约为 25 k 的电阻 Rx 现备有下列器材 A 电流表 量程 100 A 内阻约 2 k B 电流表 量程 500 A 内阻约 300 C 电压表 量程 15 V 内阻约 100 k D 电压表 量程 50 V 内阻约 500 k E 直流电源 20 V 允许最大电流 1 A F 滑动变阻器 最大阻值 1 k 额定功率 1 W G 开关和导线若干 电流表应选 电压表应选 填字母代号 该同学正确选择仪器后连接了以下电路 如实图 7 7 所示 为保证实验顺利进行 并 使测量误差尽量减小 实验前请你检查该电路 指出电路在连线上存在的问题 图 7 3 6 5 实图 7 7 解析 1 D 1 mm 0 5 mm 20 6 0 01 mm 1 706 mm 2 由于电源电压为 20 V 为测量精确应选电压表 C 此时电路中电流表的最大电流 Im 0 6 mA 600 A 为保证安全 需选电流表 B 故 Rx是大 15 V25 k RxRV 14 RARx 180 电 阻 故电流表应采用内接式接法 滑动变阻器最大阻值 1 k 待测电阻约 25 k 限 流 式接法变阻器调节范围很小 起不到应有作用 故应采用分压式接法 答案 1 1 706 1 704 1 708 均可 2 B C 电流表应采用内接的方式 滑动变阻器应采用分压式接法 5 如实图 7 8 所示是一些准备用来测量待测电阻 Rx阻值的实验器材 器材及其规格列表 如下 器 材 规 格 待测电阻 Rx 阻值在 900 1 000 之间 电源 E 具有一定内阻 电动势约 9 0 V 电压表 V1 量程 2 0 V 内阻 r1 1 000 电压表 V2 量程 5 0 V 内阻 r2 2 500 电流表 A 量程 3 0 A 内阻 r 0 10 滑动变阻器 R 开关 S 导线若干 最大阻值约 100 额定电流 0 5 A 为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差 实验要求测量时电表的读数大于其量程的 一半 而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化 请用实线代替导线 在所给 的实验器材中选择合适的器材 连成满足要求的测量 Rx阻值的电路 6 实图 7 8 解析 由于待测电阻约 1 000 滑动变阻器最大电阻为 100 要使电表读数发生 变化 滑动变阻器必须使用分压式接法 当电源电动势全部加在待测电阻上时 流过的电流约 为 I A 9 mA 3 0 A 显然不能用电流表来测电流 而应该把其中一个电 ERx 91 000 压 表 V1当电流表来使用 根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻 伏安法应使用内接 法 答案 6 为了测量电流表 A1的内阻 某同学采用如实图 7 9 所示的实验电路 其中 7 实图 7 9 A1是待测电流表 量程为 300 A 内阻约为 100 A2是标准电流表 量程是 200 A R1是电阻箱 阻值范围是 0 999 9 R2是滑动变阻器 R3是保护电阻 E 是电池组 电动势为 4 V 内阻不计 S1是单刀单掷开关 S2是单刀双掷开关 1 实验中滑动变阻器采用 接法 填 分压 或 限流 根据如实图 7 9 所示电路的实物图 请在下面方框中画出实验电路图 2 请将该同学的操作补充完整 连接好电路 将滑动变阻器 R2的滑片移到最 填 左端 或 右端 将 开 关 S2扳到接点 a 处 接通开关 S1 调整滑动变阻器 R2 使电流表 A2的读数是 150 A 将开关 S2扳到接点 b 处 使电流表 A2的读数仍是 150 A 若此时电阻箱各旋钮的位置如实图 7 10 所示 则待测电流表 A1的内阻 Rg 8 实图 7 10 3 上述实验中 无论怎样调整滑动变阻器 R2的滑片位置 都要保证两只电流表的安 全 在 下面提供的四个电阻中 保护电阻 R3应选用 填写阻值前相应的字母 A 200 k B 20 k C 15 k D 150 k 解析 1 该电路为限流接法 电路图如答案图所示 2 闭合开关之前 应使滑动变阻器的阻值最大 滑片在最左端 本实验使用替代法 测 量电流表的内阻 因此开关 S2接 a 和接 b 时电流表 A2的读数应该相同 开关接 b 时 需调节电阻箱 R1 电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻 读数为 86 3 3 当滑动变阻器 R2的阻值为零时 电路中的电流不能超过两 个电流表的量程 即 I E R3 200 10 6 A 解得 R3 20 k 答案 1 限流 如图所示 2 左端 保持 R2不变 调整变阻箱 R1 86 3 3 B