測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)測(cè)試題及解析

測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)測(cè)試題及解析（2019天津高考）現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。mm。這段金屬絲（1）mm。這段金屬絲（2）利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量準(zhǔn)確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。的電阻Rx約為1000在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號(hào)。電源E（電動(dòng)勢(shì)10V,內(nèi)阻約為10Q）電流表A1（量程0?250mA,內(nèi)阻R1=5Q）電流表A2（量程0?300mA,內(nèi)阻約為5Q）滑動(dòng)變阻器R（最大阻值10口額定電流2A）開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干（3）某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,則這段金屬絲電阻的計(jì)算式Rx=。從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。解析：（1）d=20.0x0.01mm=0.200mm。（2）本題中測(cè)量金屬絲的電阻，無(wú)電壓表，故用已知內(nèi)阻的電流表A1充當(dāng)電壓表；由于A1的內(nèi)阻已知，因此A2應(yīng)采用外接法；由于電流表A1的額定電壓UA1=ImR1=1.25V,比電源電動(dòng)勢(shì)小得多（或滑動(dòng)變阻器的總電阻比待測(cè)電阻的阻值小得多 ），故電路采用分壓式接法，電路圖如圖所示。，一一 一…… 一、一 ,,U（3）當(dāng)電流表A1、A2讀數(shù)分別為11、I2時(shí)，通過(guò)Rx的電流為I= I2—I1, Rx兩端電壓U=I1R1,故Rx=~="，不考慮讀數(shù)誤差，從設(shè)計(jì)原理看測(cè)量值等于真實(shí)值。I1I1R1答案：（1）0.200（0.196?0.204均可）（2）見(jiàn)解析圖 （3）［二［相等（2019江蘇高考）某同學(xué)測(cè)量一段長(zhǎng)度已知的電阻絲的電阻率。實(shí)驗(yàn)操作如下:測(cè)砧測(cè)微螺桿（1）螺旋測(cè)微器如圖所示。在測(cè)量電阻絲直徑時(shí)，先將電阻絲輕輕地夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間，再旋動(dòng)（選填A(yù)"B“或C"，）直到聽(tīng)見(jiàn)“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時(shí)防止螺旋測(cè)微器的損壞。（2）選擇電阻絲的（選填“同一”或“不同”）位置進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值作為電阻絲的直

徑。(3)如圖1中Rx為待測(cè)電阻絲。請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動(dòng)變阻器接入如圖2所示實(shí)物電路中的正確位置。E S圖1 圖2(4)為測(cè)量Rx,利用圖1所示的電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得 5組電壓Ui和電流Ii的值，作出的U1-I1關(guān)系圖像如圖3所示。接著，將電壓表改接在 a、b兩端，測(cè)得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：U2/V0.501.021.542.052.5512/mA20.040.060.080.0100.0請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出 U2-I2圖像。20406080100120"mA20406080100120"mA(5)由此，可求得電阻絲的Rx=Q根據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。解析：(1)A起固定作用，便于讀數(shù)； B為粗調(diào)，調(diào)節(jié)B使電阻絲與測(cè)微螺桿、測(cè)砧剛好接觸；然后調(diào)節(jié)C,C起微調(diào)作用。(2)電阻絲的粗細(xì)不一定均勻，為保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)在不同位置測(cè)直徑，然后取平均值作為測(cè)量值。(3)滑動(dòng)變阻器采用分壓式接入電路，注意線不能交叉，如圖甲所示。

（4）將所給的5組數(shù)據(jù)標(biāo)注在U-I圖像中，用過(guò)原點(diǎn)的直線把它們連在一起， 讓盡可能多的點(diǎn)在直線上,如圖乙所示。由作出的U2-I2圖線的斜率可得匕=25.5Q故Rx=（49.0—25.5）緇23.5Q答案：（1）C（2）不同（3）見(jiàn)解析圖甲 （4）見(jiàn)解析圖乙（5）23.5（23.0?24.0都算對(duì)）3.國(guó)標(biāo)（GB/T）規(guī)定自來(lái)水在15C時(shí)電阻率應(yīng)大于13◎某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量 15C自來(lái)水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門 K以控制管內(nèi)自來(lái)水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞（活塞電阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材還有：電源（電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻可忽略），電壓表Vi（量程為3V,內(nèi)阻很大），電壓表V2（量程為3V,內(nèi)阻很大），定值電阻Ri（阻值4k 定值電阻R2（阻值2kQ）電阻箱R（最大阻值9999R）單刀雙擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑 d;B.向玻璃管內(nèi)注滿自來(lái)水，并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度 L;C.把S撥到1位置，記錄電壓表Vi示數(shù)；D.把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表Vi示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R;E.改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 C、D,記錄每一次水柱長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R;F.斷開(kāi)S,整理好器材。(1)測(cè)玻璃管內(nèi)徑d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙所示，則 d=mm。(2)玻璃管內(nèi)水柱的電阻Rx的表達(dá)式為： Rx=(用Ri、R2、R表示)。 1、，(3)利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的 R1關(guān)系圖像。自來(lái)水的電阻率尸Q?m(留兩位有效數(shù)字)。(4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表Vi內(nèi)阻不是很大，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將(填“偏大”“不變”或“偏小”)。解析：(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則，玻璃管內(nèi)徑 d=30mm+0X0.05mm=30.00mm。(2)把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)，得到通過(guò)水柱的電流 |1=￡。由閉合電路歐姆定律， E=U+URx；把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的R1阻值R,得到該支路的電流I2=RO由閉合電路歐姆定律， E=U+RR2,聯(lián)立解得：Rx=RR2o(3)由電阻定律Rx=pL,Rx=RR2,聯(lián)立解得：R=RR2S入膏關(guān)系圖像斜率k=0.4X103◎.卬k=R1R2S,SR pLL pS=手，代入數(shù)據(jù)解得：P=R1R7^=14Q-m4 4K(4)本實(shí)驗(yàn)中若電壓表V1內(nèi)阻不是很大，則通過(guò)水柱的電流 I1大于測(cè)量值，即U<R,得到Rx>ER2，即自來(lái)水電阻測(cè)量值偏大，自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大。

RiR2答案：(1)30.00(2)-R-(3)14(4)偏大4.（2020咸陽(yáng)模擬）某同學(xué)為測(cè)定電阻絲的電阻率 p,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，電路中ab是一段電阻率較大、粗細(xì)均勻的電阻絲，保護(hù)電阻 R0=4.0R電源電動(dòng)勢(shì)E=3.0V,電流表內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑片 P與電阻絲始終接觸良好。三三三三一三乙三三三三一三乙⑴實(shí)驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑如圖乙所示，其示數(shù)為 d=mm。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P的位置，分別測(cè)量出每次實(shí)驗(yàn)中 aP長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流值I,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。x/m0.100.200.300.400.500.60I/A0.490.430.380.330.310.281 1p/A12.042.332.633.033.233.571將表中數(shù)據(jù)描在j-x坐標(biāo)紙中，如圖丙所不，該圖像的斜率的表達(dá)式 k=（用題中子母表?。?由圖線求得電阻絲的電阻率 p=Q?m（留兩位有效數(shù)字）。根據(jù)圖丙中;-x關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義， 可求得電源的內(nèi)阻為r=◎保留兩位有效數(shù)字）。解析：（1）螺旋測(cè)微器固定刻度上的半毫米刻線沒(méi)有露出，可動(dòng)刻度上的格數(shù)要估讀一位，讀數(shù)應(yīng)為0.01mmX40.0=0.400mm；（2）由閉合電路的歐姆定律，I="E"，變形得上1^8^^,由電阻定律Rx=熊S=」￡代入上r+R0+Rx IEE S4式得1=口言+；梟，可看出I與x是一次函數(shù)關(guān)系，函數(shù)圖像的斜率 卜=者2；由題圖丙中的數(shù)據(jù)算kjEd2 3X3.14X3.0X4X1042P=T=4出圖像的斜率k=3.5：二!.7