《高考物理一轮复习 专题36 测定金属的电阻率（练）（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理一轮复习 专题36 测定金属的电阻率（练）（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、专题36 测定金属的电阻率1在伏安法测电阻时，为提高测量的精确度，可在连接电路时，将电压表的一端P预留出来，使P分别跟a、b两点接触一下，同时注意观察电流表、电压表的示数，则下面的说法正确的是（ ）A.两次比较，若电流表A的示数变化显著，则P应接在a点B.两次比较，若电流表A的示数变化显著，则P应接在b点C.两次比较，若电压表V的示数变化显著，则P应接在a点D.两次比较，若电压表V的示数变化显著，则P应接在b点【答案】BC【名师点睛】本题考查了伏安法测电阻的实验；题目所说的方法称为实验试探法（或者叫“试触法”），在不知道电压表、电流表和被测电阻的大约阻值时，常常采用这种方法，通过比较两电表读数
2、的变化情况来确定测量电路. 2解答关于“测定某电阻丝的电阻率”实验的有关问题：（1） 实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图1所示，则电阻丝的直径是_mm。（2） 用电流表和电压表较精确测定此电阻丝的阻值（约为20k），提供下列可选用的器材:电压表V（量程3V，内阻约50k）电流表A1（量程200A，内阻约200）电流表A2（量程5mA，内阻约20）电流表A3（量程0.6A，内阻约1）滑动变阻器R（最大阻值50）电源E（电源电压为4V）开关S、导线若干 a在所提供的电流表中应选用 （填字母代号）；b在虚线框图2中画出测电阻的实验电路；（3）分别用L、d、RX表示电阻丝
3、的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为= 。 【答案】（1）0.641-0.643；（2）a、A1 ；b、变阻器分压接法，电流表内接（3）【名师点睛】此题考查了伏安法测电阻的实验；螺旋测微器的读数总是考试的热点，注意估读；电流的选择要根据待测电阻与电压表及电流表的内阻来决定，当待测电阻阻值较大时，用电流表内接电路测量误差较小；滑动变阻器一般都采用分压电路. 3利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从
4、而改变接入电路中电阻丝的长度可供选择的器材还有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1）；电流表A1（量程0100mA，内阻约5）；电流表A2（量程00.6A，内阻约0.2）；电阻箱R（0999.9）；开关、导线若干实验操作步骤如下：A用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；C调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；D将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；E改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏重复多次，记录每一
5、次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；F断开开关，整理好器材某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d=mm；实验中电流表应选择（填“A1”或“A2”）；用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的RL关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式=（用给定的物理量符号和已知常数表示）本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果影响（填“有”或“无”）【答案】 0.730 ； A1 ；无 【解析】试题分析：螺旋测微器示数d=0.5mm+0.01mm23=0.730mm；因电源的电动势为
6、3V，待测电阻阻值为20欧姆，则电阻中可能达到的最大电流为：，故电流表选A1即可；因每次 4在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为_mm(该值接近多次测量的平均值)。（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 )、电流表(内阻约0.1 )、电压表(内阻约3 k)、滑动变阻器R(020 ，额定电流2 A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数12345678U/V00.10.30
7、.711.51.72.3I/A00.020.060.160.220.340.460.52由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的_图(选填“甲”或“乙”)。（3）下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成下图中实物间的连线。（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图实718所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、7次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx_(保留两位有效数字)。（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为_(填选项前的符号)。A1
8、102m B1103m C1106m D1108m【答案】(1)0.397(0.3950.399均可)（2分）(2)甲（2分）(3)如图(a) （3分）(4)如图(b) （3分）4.5(4.34.7均可) （3分）(5)C（2分）【解析】 （4）描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后作出U-I图线如图所示；其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有：Rx=4.5。5为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。某同学进行如下几步进行测量：（1）直径测量：该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该
9、金属丝的直径d= 。 （2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是 。 A.换为1档，重新测量B.换为100档，重新测量C.换为1档，先欧姆调零再测量D.换为100档，先欧姆调零再测量（3）伏安法测电阻，实验室提供的滑变阻值为020，电流表00.6A（内阻约0.5），电压表03V（内阻约5k），为了测量电阻误差较小，且电路便于调节，下列备选电路中，应该选择 。 【答案】（1）（都正确）；（2）D；（3）D【名师点睛】本题考查伏安法测电阻的方法和原理，要注意明确分压接法的电路图，及内外接法的选择。1某同学设计了一个测量材料电阻率的实验方案，可提
10、供的器材有：A电流表G，内阻Rg=120 ，满偏电流Ig=3 mAB电流表A，内阻约为RA约0.2 ，量程为00.6 AC螺旋测微器D电阻箱R0（阻值变化范围为09999 ，额定电流为0.5 A）E滑动变阻器R（阻值变化范围为05 ，额定电流为1 A）F干电池组E（电动势为3 V，内阻为0.05 ）G开关一个、导线若干根据以下所述的部分操作，将相应的结果填入横线上、画出相应的电路图：（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“10”挡时发现指针静止时偏转角度过大（见图甲中的a位置），他应该换用_挡（填“1”或“100”）。换挡后，在再次测量前先要进行_。经过一系列正确操作后，指针静止时处于图甲中的
11、b位置，则该电阻丝的阻值约为_；（2）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数部分如图乙所示，则该次测量测得的电阻丝直径为d=_mm；（3）把电流表G与电阻箱串联改装成电压表，使得该电压表最大测量电压为3 V，则电阻箱的阻值应调为R0=_；（4）用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，根据提供的器材和实验需要，请将图丙中电路图补画完整（要在器材适当位置标出表示相应器材的符号：滑动变阻器符号为R，被测电阻丝符号为Rx）；（5）如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量写出该材料电阻率测量值的表达式=_。【
12、答案】（1）1，电阻调零（或欧姆调零），25；（2）0.268 （0.2630.269均正确）；（3）880；（4）补画完整的电路图如图所示；（5）。【名师点睛】本题关键是：（1）会用欧姆表初测电阻；（2）会用伏安法测电阻；（3）会用电阻定律计算电阻率；（4）会用螺旋测微器测量长度。2（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲所示，则金属丝的直径的读数是 。（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为，电流表内阻约几欧，电压表内阻约。电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势，内阻很小。则图乙电路图中 （填图乙电路图下方的字
13、母代号）电路为本次实验应采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值 （填“大”或“小”）。（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值是已知的，那么准确测量金属丝电阻的最佳电路应是图乙中的 电路（填图乙电路图下的字母代号），此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻 （用题中字母代号表示）。【答案】（1）；（2）A 小；（3）B 【解析】（3）因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻；故应选B电路；待测电阻及电流表总电阻，则待测电阻。【名师点睛】对于电学实验一定不要单纯靠记忆去解决问题，一定要在理解的基础之上，灵活运用欧姆定律及串并联的相关知识求解。3某同学要测量一均匀
14、新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，可知其长度为 cm；（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为 mm；（3）用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为 。（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为 。（保留2位有效数字）【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【名师点睛】测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、外接法控
15、制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法，在两种方法都能用的情况下，为了减小能耗，选择限流式接法。4某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率步骤如下：（1）分别用游标为20分度的游标卡尺和用螺旋测微器测量其长度和直径如图1，可知其长度为为 mm，直径为_mm；（2）用多用电表的电阻“10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图2，则该电阻的阻值约为_ （3）某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：待测圆柱体电阻R 电流表A1（量程04 mA，内阻约50 ） 电流表A2（量程010 mA，内阻约30）电压表V1（量程03 V，内阻约10k） 电压表
16、V2（量程0l5 V，内阻约25k） 直流电源E（电动势4 V，内阻不记）滑动变阻器R1（阻值范围015，允许通过的最大电流2.0A）滑动变阻器R2（阻值范围02k，允许通过的最大电流0.5A）开关S，导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析请在图3框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号；（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估逄此圆柱体材料的电阻率约为= m。（保留2位有效数字）【答案】（1）50.15mm； 4.700mm；（2）220；（3）如右图所示；（4）7.610-2m。 【名师点睛】此题是考查了测量金属电路率的实验；关键是高清实验的原理
17、及注意事项；注意当被测电阻阻值较小时用电流表外接电路；当被测电阻阻值较大时，用电流表内接电路；熟练掌握游标卡尺及螺旋测微器的读数方法. 5为了较为精确测量某一定值电阻的阻值，情趣小组先用多用电表进行粗侧，然后用伏安法精确测量，现准备了一下器材A多用电表 B电压表，量程6V，内阻约为10kC电压表，量程15V，内阻约为20k D电流表，量程0.6A，内阻约为0.2E电流表，量程3A，内阻约为0.02 F电源：电动势E=9VG滑动变阻器，最大阻值10，额定店里2AH导线、电键若干（1）在用多用电表粗侧时，该兴趣小组首先选用欧姆档，此时欧姆表的指针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关应换
18、用_欧姆档，按操作规程再次测量电阻的阻值，此时欧美表的指针如图乙所示，读数为_（2）在用伏安法精确测量时，要求待测电阻的电压从零开始连续调节，则要完成测量，应选择的电压表是_，电流表是_（填器材前面的字母代号），并在方框内画出实验电路图【答案】（1）1、9（2）B、D 如图所示【名师点睛】由图可知，指针偏角过大，说明电阻较小，即所选量程过大使读数过小，故应换用小量程；本题选用欧姆档，故读出最上方刻度盘所指示数再与档位相乘即可； 要求电压从0开始连续调节，因此滑动变阻器要采用分压接法，由于电阻较小，因此安培表要采用外接法 1【2017新课标卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（
19、量程为100 A，内阻大约为2 500 ）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20 ，另一个阻值为2 000 ）；电阻箱Rz（最大阻值为99 999.9 ）；电源E（电动势约为1.5 V）；单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。（2）完成下列填空：R1的阻值为 （填“20”或“2 000”）。为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ，接通S1。将R1的滑片置于适当位置，再反复
20、调节R2的滑片D的位置。最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势 （填“相等”或“不相等”）。将电阻箱Rz和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将Rz的阻值置于2 601.0 时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 （结果保留到个位）。（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议： 。【答案】（1）连线见解析 （2）20 左 相等 2 550 （3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程【解析】（1）实物连线如图：【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：对角线电阻乘积相等，即可
21、轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。2【2016浙江卷】（10分）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 k的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 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5 。（1）测R1阻值的最优连接方式为导线连接_（填a或b）、导线连接_（填c或d）。（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为_。U/A0.400.801.201.602.002.40I/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、
22、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选_（填选项）。A连接a，连接c B连接a，连接dC连接b，连接c D连接b，连接d【答案】（1）a d （2）作图如图所示 4.44.7 （3）B 【名师点睛】此题是伏安法测电阻的问题。解本题的关键是知道器材及电路的选择及数据的处理方法；电路的选择：当满足RVRx时，用电流表外接电路；当满足RxRA时，用电流表内接电路。注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是：“一上两下”。能够用电阻定律来分析两导体的电阻关系。3【2016全国新课标卷】（10分）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过6
23、0 时，系统报警。提供的器材有：热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9 ），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器（最大阻值为1 000 ），滑动变阻器（最大阻值为2 000 ），单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 时阻值为650.0 。（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。（2）在电路中应选用滑动变阻器_（填“”或“”）。（3）按照下列步骤调节此报警系统：电路接通前，需将电阻箱调到
24、一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为_；滑动变阻器的滑片应置于_（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是_。将开关向_（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至_。（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。【答案】（1）连线如图所示 （2）R2 （3）650.0 b 接通电源后，流过报警器的电流会超过20 mA，报警器可能损坏 c 报警器开始报警【名师点睛】本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法。要特别注意本题使用了等效替换法，先用电阻箱的阻值来代替热敏电阻来调节电路，再接入热敏电阻时，就可以直接工作，这种做法灵活、方便、
25、安全。4【2015全国新课标23】电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V，内阻约为3 000欧），电阻箱R0（最大阻值为99 999.9欧），滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。（2）根据设计的电路写出步骤 ， ， 。（3）将这种方法测出的电压表内阻记为与内阻的真实值Rv先比 Rv（添“”“=”或“；断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故。【方法技巧】本题主要是理解半偏法测电表内阻，主要还是电路分析。