河北省張家口市高三物理 同步練習(xí)28 測(cè)定金屬的電阻率.doc

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測(cè)定金屬的電阻率1.完成下列讀數(shù)(1)電流表量程一般有兩種00.6 A,03 A；電壓表量程一般有兩種03 V,015 V如圖所示：接03 V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi) V.接015 V量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi) V.接03 A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi) A.接00.6 A量程時(shí)讀數(shù)為_(kāi) A.(2)a_ mmb_ mmc_ mm d_ mme_mm.【答案】 (1). （1）1.90V； (2). 9.50V； (3). 0.82A； (4). 0.162A； (5). （2）a.0.481mm； (6). b.0.531mm； (7). c.4.075mm； (8). d.5.663mm； (9). e.11.14mm【解析】【詳解】（1）接03 V量程時(shí)，由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，讀數(shù)為1.90V.接015 V量程時(shí)，由圖示電壓表可知，其分度值為0.5 V，讀數(shù)為9.50V.接03 A量程時(shí)，由圖示電流表可知，其分度值為0.1A，讀數(shù)為0.82A.接00.6 A量程時(shí)，由圖示電流表可知，其分度值為0.02 A，讀數(shù)為0.162 A.（2）a0.01mm48.1=0.481mm；b 0.5mm+0.01mm3.1=0.531mm；c4mm+0.01mm7.5=4.075mm； d5.5mm+0.01mm16.3=5.663mm；e1.1cm+0.02mm7=11.14mm.【點(diǎn)睛】電表讀數(shù)時(shí)，先根據(jù)電表量程確定其分度值，然后根據(jù)指針位置讀數(shù)游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)；螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù).2.如圖所示為某次實(shí)驗(yàn)中兩電表的示數(shù)情況，則：電流表A的示數(shù)為_(kāi) A，電壓表V的示數(shù)為_(kāi) V.【答案】 (1). 1.50A (2). 7.50V【解析】【詳解】電流表A的量程為0-3A，則示數(shù)為1.50A；電壓表V的量程為0-15V，則示數(shù)為7.50V.3.某學(xué)習(xí)小組用伏安法測(cè)量一未知電阻Rx的阻值，給定器材及規(guī)格為：電流表A(量程為05 mA，內(nèi)阻約為10 )；電壓表V(量程為03 V，內(nèi)阻約為3 k)；最大阻值約為100 的滑動(dòng)變阻器；電源E(電動(dòng)勢(shì)約3 V)；開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干(1)由于不知道未知電阻的阻值范圍，先采用如圖甲所示電路試測(cè)，讀得電壓表示數(shù)大約為2.5 V，電流表示數(shù)大約為5 mA，則未知電阻的阻值Rx大約為_(kāi) .(2)經(jīng)分析，該電路測(cè)量誤差較大，需改進(jìn)請(qǐng)直接在圖甲上改畫(huà)：在不需要的連線上畫(huà)“”表示，補(bǔ)畫(huà)上需要添加的連線_(3)對(duì)改進(jìn)的電路進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖乙所示的U-I圖象，得Rx_ .(保留三位有效數(shù)字)【答案】（1）500（2）（3）600【解析】試題分析：（1）分析甲圖電路，電壓表測(cè)量電阻兩端電壓，電流表測(cè)量通過(guò)電阻的電流，根據(jù)歐姆定律有Rx=UI=2.5v0.005A=500（2）甲圖測(cè)量電阻時(shí)，電流表外接，此時(shí)，電流表測(cè)量的是電阻和電壓表的總電流。故有誤差，根據(jù)“大內(nèi)偏大，小外偏小”，Rx2RARV，所以電流表應(yīng)該選擇內(nèi)接法，此時(shí)誤差較小。（3）根據(jù)繪制的電壓隨電流變化的圖像，斜率即電阻阻值，有乙圖可得R=UI=UI=2.4v1.5v0.004A0.0025A=600考點(diǎn)2：伏安法測(cè)電阻4.在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如下：待測(cè)金屬絲：Rx(阻值約4 ，額定電流約0.5 A)；電壓表：V(量程3 V，內(nèi)阻約3 k)電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 )；A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.05 )；電源：E1(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；E2(電動(dòng)勢(shì)12 V，內(nèi)阻不計(jì))；滑動(dòng)變阻器：R(最大阻值約20 )；螺旋測(cè)微器；毫米刻度尺；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)mm.(2)若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選_，電源應(yīng)選_(均填器材代號(hào))，在線框內(nèi)完成電路原理圖_【答案】 (1). 1.773 1.771-1.775均正確 (2). A1；E1； (3). 【解析】試題分析：（1）由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：15mm+275001mm=1775mm；（2）電阻絲的額定電流約為05A，電流表應(yīng)選A1；電阻絲的額定電壓約為U=IR=055=25V，電源應(yīng)選E1；（3）待測(cè)金屬絲電阻約為5，電壓表內(nèi)阻約為3k，電流表內(nèi)阻約為02，相對(duì)來(lái)說(shuō)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)金屬絲的電阻，電流表應(yīng)采用外接法，由題意可知，滑動(dòng)變阻器采用限流接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：考點(diǎn)：測(cè)量金屬絲電阻率【名師點(diǎn)睛】本題考查了螺旋測(cè)微器讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖，螺旋測(cè)微器固定刻度示數(shù)與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)；確定電流表的接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵，當(dāng)電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值時(shí)，電流表應(yīng)采用外接法。視頻5.某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻 分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)分別如圖(a)、(b)所示，長(zhǎng)度為_(kāi)cm，直徑為_(kāi)mm.按圖(c)連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下(a)將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最_處(填“大”或“小”)；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0.(b)將電阻箱R2的阻值調(diào)至最_(填“大”或“小”)，S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1280.由此可知，圓柱體的電阻為_(kāi).【答案】 (1). 5.01 (2). 5.315 (3). 大 (4). 大 (5). 1280【解析】根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，主尺讀數(shù)為5cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.053mm，長(zhǎng)度為5.015cm，根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則，主尺讀數(shù)為5mm，可動(dòng)刻度為31.00.01mm，所以直徑為5.310mm。(a)為了保護(hù)電路，因此閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器一定調(diào)到阻值最大；(b) 將固柱體電阻換成電阻箱時(shí)，也一定將電阻箱調(diào)到最大，也是為了保護(hù)電路安全；此題采用等效替代法測(cè)量電阻，圓柱體的電阻等于電阻箱R2的阻值為1280。點(diǎn)晴：首先應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)原理，本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量電阻所采取的方法是替代法。視頻6.某課題小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量河水的電阻率現(xiàn)備有一根均勻的長(zhǎng)玻璃管(兩端各有一個(gè)可移動(dòng)圓形電極，可裝入樣品水，接觸電阻不計(jì))、直尺、待測(cè)的水樣品電路器材如表一，他們用伏安法多次測(cè)量的數(shù)據(jù)如表二(為實(shí)驗(yàn)處理的方便，實(shí)驗(yàn)時(shí)每次都把電流表示數(shù)調(diào)到相同)；實(shí)驗(yàn)中還用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖甲所示表一器材編號(hào)器材名稱(chēng)規(guī)格1電流表200 A，內(nèi)阻約10 2電壓表12 V，內(nèi)阻約100 k3電池組12 V，內(nèi)阻不計(jì)4滑動(dòng)變阻器10 1 A5開(kāi)關(guān)6導(dǎo)線若干7定值電阻100 表二序號(hào)水柱長(zhǎng)度/cm電壓表示數(shù)/V電流表示數(shù)/A110210022041003306100440810055010100(1)玻離管內(nèi)徑d的測(cè)量值為_(kāi) cm.(2)根據(jù)表一器材和表二數(shù)據(jù)確定測(cè)量電路中電流表應(yīng)該_(填“內(nèi)接”或“外接”)，電路的連接方式應(yīng)該采用_(填“分壓電路”或“限流電路”)(3)用計(jì)算出的水柱長(zhǎng)度L與水柱電阻R在圖乙中描點(diǎn)，畫(huà)出R-L圖象_(要求標(biāo)出坐標(biāo)軸的物理量、單位和對(duì)應(yīng)的數(shù)值)(4)計(jì)算出所測(cè)水的電阻率為_(kāi) m.【答案】 (1). （1）2.26； (2). （2）內(nèi)接， (3). 分壓電路； (4). （3）圖見(jiàn)解析； (5). （4）1.06102【解析】【詳解】（1）游標(biāo)尺上有10個(gè)格，說(shuō)明該游標(biāo)卡尺測(cè)量可以精確到0.1mm；游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為22mm，游標(biāo)尺上第6個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為60.1mm=0.6mm，所以最終讀數(shù)為：22mm+0.6mm=22.6mm=2.26cm（2）由表格二數(shù)據(jù)，可知，所測(cè)電阻最小值R=UI=2100106=2000再依據(jù)Rx2 RARV，則電流表要內(nèi)接法由于滑動(dòng)變阻器的阻值為10，而所測(cè)電阻的值較大，因此滑動(dòng)變阻器必須選用分壓式；（3）根據(jù)R=UI，則有：水柱長(zhǎng)度10cm，對(duì)應(yīng)的電阻R1=U1I1=2100106=20k；同理，水柱長(zhǎng)度20cm，對(duì)應(yīng)的電阻R2=40K；水柱長(zhǎng)度30cm，對(duì)應(yīng)的電阻R3=60K；水柱長(zhǎng)度40cm，對(duì)應(yīng)的電阻R4=80K；水柱長(zhǎng)度50cm，對(duì)應(yīng)的電阻R5=100K；進(jìn)行一一描點(diǎn)，再作圖，如圖所示：（4）由圖得：RL=100k0.5m=200k/m，由電阻定律R=LS=L(d2)2，則電阻率=d2R4L代入數(shù)據(jù)得：=3.140.022622001034m=106.132m1.06102m【點(diǎn)睛】本題要掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖、求電阻率等問(wèn)題；游標(biāo)卡尺主尺與游標(biāo)尺示數(shù)之和是游標(biāo)卡尺示數(shù)，游標(biāo)卡尺不需要估讀通過(guò)待測(cè)電阻與電壓表、電流表內(nèi)阻的比較，能靈活選擇電流表的接法7.有一待測(cè)的電阻器R x，其阻值約在4050之間，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備用伏安法來(lái)測(cè)量該電阻值的實(shí)驗(yàn)器材有：電壓表V（量程010V，內(nèi)電阻約20k）；電流表A 1，（量程0500mA，內(nèi)電阻約20）；電流表A2，（量程0300mA，內(nèi)電阻約4）；滑動(dòng)變阻器R 1（最大阻值為10，額定電流為2A）；滑動(dòng)變阻器R 2（最大阻值為250，額定電流為0.1A）；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)電阻約為0.5）；開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化，并能多測(cè)出幾組電流、電壓值，以便畫(huà)出I-U圖線（1）電流表應(yīng)選用_（2）滑動(dòng)變阻器選用_（選填器材代號(hào)）（3）請(qǐng)?jiān)谌鐖D甲所示的方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并將圖乙中器材連成符合要求的電路【答案】(1 )A2 (2)R1(3）電路圖如解析.【解析】試題分析：（1）電路最大電流約為I=URx=940A=0.225A=225mA300mA，因此電流表應(yīng)選擇A2；（2）滑動(dòng)變阻器R2的額定電流是0.1A0.225A，且滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值較大，實(shí)驗(yàn)操作不方便，為保證電路安全，方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1；（3）實(shí)驗(yàn)要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，Rx阻值約在4050之間，電流表A2內(nèi)電阻約4，電壓表V內(nèi)阻約20k，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，因此電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示連成符合要求的電路如圖所示考點(diǎn)：考查了伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)【名師點(diǎn)睛】由歐姆定律估算出電路中最大電流，根據(jù)最大電流選擇電流表；根據(jù)電路電流要求從零開(kāi)始調(diào)節(jié)及方便實(shí)驗(yàn)操作的原則選擇滑動(dòng)變阻器；根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖8.為了測(cè)量一只量程為03 V、內(nèi)阻值為數(shù)千歐的電壓表的內(nèi)阻，可采用一只電流表與它串聯(lián)后接入電路(1)本實(shí)驗(yàn)測(cè)量電壓表內(nèi)阻依據(jù)的公式是_(2)若提供的實(shí)驗(yàn)器材有：A待測(cè)電壓表；B電流表A1(00.6 A，內(nèi)阻約0.2 )；C電流表A2(0100 mA，內(nèi)阻約2 )；D電流表A3(010 mA，內(nèi)阻約50 )；E滑動(dòng)變阻器(050 ，額定電流0.5 A)；F直流電源(輸出電壓6 V)；G開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線為減小讀數(shù)誤差，多次測(cè)量取平均值為順利完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材為_(kāi)(填英文序號(hào))(3)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖_【答案】 (1). （1）RUI， (2). （2）A、D、E、F、G； (3). （3）實(shí)驗(yàn)原理如圖【解析】【詳解】（1）測(cè)量電壓表內(nèi)阻依據(jù)的是部分電路的歐姆定律，公式是RUI；（2）電路中 的最大電流：IgUR，由于電壓表的內(nèi)阻大約是數(shù)千歐姆，所以電路的最大電流僅僅有幾個(gè)毫安，所以要選擇電流表D；其他的實(shí)驗(yàn)器材包括：待測(cè)電壓表A，滑動(dòng)變阻器E，直流電源F和開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線G故應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材為：A、D、E、F、G；（3）電壓表的電阻約數(shù)千歐姆，而滑動(dòng)變阻器的電阻只有50歐姆，所以滑動(dòng)變阻器只能作為分壓電阻使用，要選擇分壓電路實(shí)驗(yàn)原理如圖：【點(diǎn)睛】該題測(cè)量電壓表內(nèi)阻可以使用伏安法，電壓表既可以顯示電壓，又是待測(cè)電阻判斷出滑動(dòng)變阻器只能作為分壓電阻使用，要選擇分壓電路是解題的關(guān)鍵.9.實(shí)際電流表有內(nèi)阻，可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián)測(cè)量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的電路如圖所示供選擇的儀器如下：待測(cè)電流表G1(05 mA，內(nèi)阻約300 )；電流表G2(010 mA，內(nèi)阻約100 )；定值電阻R1(300 )；定值電阻R2(10 )；滑動(dòng)變阻器R3(01 000 )；滑動(dòng)變阻器R4(020 )；干電池(1.5 V)；電鍵S及導(dǎo)線若干(1)定值電阻應(yīng)選_，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_(填寫(xiě)序號(hào))(2)將實(shí)物圖連接完整_(3)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟：連接好實(shí)驗(yàn)電路，將滑動(dòng)觸頭移至最_端(填“左”或“右”)；閉合電鍵S，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置，記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2；多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭，記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2；以I2為縱坐標(biāo)，I1為橫坐標(biāo)，作出相應(yīng)圖線，如圖所示(4)根據(jù)I2I1圖線的斜率k及定值電阻，寫(xiě)出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式：_【答案】 (1). （1）， (2). ； (3). （2）圖見(jiàn)解析； (4). （3）左； (5). （4）r1=（k-1）R1【解析】【詳解】（1）器材選擇：定值電阻要和待測(cè)電流表內(nèi)阻接近，因?yàn)殡娏鞅鞧2的量程是待測(cè)電流表G1的2倍；滑動(dòng)變阻器的電阻不要太大故定值電阻選，滑動(dòng)變阻器選（2）連接實(shí)物圖如圖所示（3）連接好實(shí)驗(yàn)電路，將滑動(dòng)觸頭移至最左端；（4）根據(jù)并聯(lián)分流公式IG2=IG1rG1+R1R1 又IG2IG1=I2I1=k，解得r1=（k-1）R1，式中r1即rG1【點(diǎn)睛】本題考查測(cè)量實(shí)際電流表G1內(nèi)阻r1的實(shí)驗(yàn)器材選擇，實(shí)物電路連接及實(shí)驗(yàn)原理（并聯(lián)分流）等對(duì)于變阻器分壓式接法，操作時(shí)要注意：開(kāi)關(guān)閉合前，變阻器輸出電壓要最小