物理大一轮复习课时规范训练第章实验测定金属的电阻率

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精高效演练跟踪检测1．（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为________mm.（2)为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接．解析：（1)由于螺旋测微器开始起点有误差，估读为0.007mm,测量后要去掉开始误差．(2）将电表连入电路时注意电流要从正接线柱流入，掌握滑动变阻器的分压接法．连接图如图所示．答案:（1）0.0070.638(0.636mm～0。640mm)（2)见解析图2．如图甲所示的金属工件，截面外方内圆，外边长约为1cm、内径约为0.5cm、长度约为40cm.（1)某同学用游标卡尺测出截面外边长如图乙所示，其读数a＝________cm.(2)应选用________来测量工件内径d，选用________来测量工件长度L（填“毫米刻度尺"、“游标卡尺”或“螺旋测微器”)．(3)为了测出该金属的电阻率，该同学设计了如图丙所示的电路，请按设计的电路完成实物图丁的连线．（4）实验测得工件两端电压为U,通过的电流为I，请写出该金属电阻率的表达式ρ＝________(用a、d、L、U、I等字母表示)．解析：(1）游标卡尺读数时先读主尺为10mm,游标尺共10个格,每个格代表0。1mm，第5个格对齐，故游标尺读数为0.5mm，故总读数为10。5mm，即1。05cm。（2）游标卡尺有内脚可以测量内径，用毫米刻度尺测量长度．(3)实物图如图所示．(4）由R＝eq\f（U,I),R＝eq\f(ρL，S)，S＝a2－eq\f（1,4)πd2联立可得电阻率的大小ρ＝eq\f（U4a2－πd2,4IL)答案:（1）1.05cm(2）游标卡尺毫米刻度尺（3）见解析图(4）eq\f（U4a2－πd2，4IL）3．用伏安法测定电阻约为5Ω的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节干电池．如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时,触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出．实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示．(1）用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物,直到棘轮发出声音为止，拨动________使F固定后读数．(填仪器部件的字母符号）(2)根据电路原理图乙,用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路．（3）闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变P的位置,得到几组U、I、L的数据，用R＝eq\f(U，I)计算出相应的电阻值后作出R。L图线如图所示．取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________。解析：(1）在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮H夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数．（2)如图所示（3)根据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）见解析图（3）eq\f（πΔRd2，4ΔL)4．测量一个长约5cm、电阻R1约为30Ω、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:游标卡尺（20分度）;螺旋测微器；直流电源E（电动势为18V，内阻可忽略不计);标准电流表A1(量程1.5A，内阻r1＝6Ω)；电流表A2(量程2A,内阻r2约为5Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值10Ω）；开关S，导线若干．（1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数L＝________cm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数D＝________mm.(2）请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图，要求获得较多的实验数据．(3)若某次测量中两电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，则由已知量和测量量计算电阻率的表达式为ρ＝________。解析：(1)游标卡尺主尺读数为50mm,20分度游标卡尺精确度为0.05mm,第5条刻度线与主尺刻度线对齐，故游标尺读数为5×0.05mm＝0。25mm，所以该材料的长度为50.25mm＝5.025cm；螺旋测微器固定刻度部分读数为2.0mm，可动刻度部分读数为15.0×0。01mm＝0。150mm，因此该材料直径为2。150mm。(2）标准电流表量程为1.5A，内阻为6Ω,可当电压表使用，将其与待测材料并联，再与电流表A2串联，由于提供的滑动变阻器总电阻小于待测材料电阻,故需要将滑动变阻器接成分压式电路．(3）通过并联电路特点，可知通过电阻R1的电流为I2－I1，其两端电压U＝I1r1，所以待测材料的电阻为R1＝eq\f（I1r1,I2－I1），由电阻定律R1＝ρeq\f（L，S)，S＝eq\f（πD2，4)，解得：电阻率ρ＝eq\f(πD2I1r1，4LI2－I1）.答案：(1）5.0252.150（2）图见解析(3）eq\f（πD2I1r1,4LI2－I1）5．小张同学打算测量某种由合金材料制成的金属丝的电阻率ρ.待测金属丝的横截面为圆形．实验器材有：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、电键、待测金属丝及导线若干．（1）用毫米刻度尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图1和图2所示．由图可知其长度L＝________cm，直径为D＝________mm；(2)该同学计划要用图象法求出电阻的阻值,要求电压从0开始变化．请将图3所示实物电路图中所缺部分补全;（3）图4是实验中测得的6组电流I、电压U的值描的点,由图求出的电阻值R＝________Ω(保留3位有效数字);(4）请写出待测金属丝的电阻率ρ的表达式________（用测得的物理量的符号表示)．解析：（1)金属丝长度测量值为59。40cm；螺旋测微器的读数为43.4×0。01mm＝0。434mm，即金属丝直径测量值为0。434mm.(2)要求电压从0开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法．金属丝电阻较小,安培表用外接．(3)用直线拟合各数据点，使直线通过尽量多的点，其他点均匀分布在直线两侧，舍弃离直线较远的点，直线的斜率表示金属丝的电阻，故R＝5.80Ω.(4)由电阻定律可知,R＝ρeq\f(L,S）,S＝eq\f(πD2,4），解两式得:ρ＝eq\f(πRD2，4L).答案：（1）59。400。434(0。433～0.435均对)（2）图见解析（3)5。80(4）ρ＝eq\f(πRD2，4L）6．某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0。6A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5Ω.(1）测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________（填“a"或“b”）、导线②连接________（填“c”或“d”）．(2）正确接线测得实验数据如下表,用作图法求得R1的阻值为________Ω.U/V0。400.801。201.602。002。40I/A0。090.190。270。350.440。53(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的eq\f(1,10),若测R2的阻值,则最优的连线应选________(填选项)．A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d解析：(1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电路接线，故测R1阻值的最优连接