高考物理专题复习练习卷实验测定金属的电阻率练习卷 5页

实验：测定金属的电阻率练习卷 ‎1．为了提高螺旋测微器的读数精度，有人对螺旋测微器进行了这样的改进，在螺旋测微器固定刻度的上半部刻了10个等分刻度，固定刻度的“横线”是10等分刻度的0刻度线，这10个分度的总长度与可动刻度上9个分度的总长度相等，如图所示。经过改进的螺旋测微器的精度为________mm，图中螺旋测微器的读数为_______mm。‎ ‎2．在“测定金属的电阻率”的实验中，‎ ‎（1）某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图1所示，则该金属丝的直径为______mm。‎ ‎（2）用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图2所示，则电压表的读数为_____V，电流表的读数为_______A。‎ ‎（3）用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m，利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为________Ω·m（保留两位有效数字）。‎ ‎3．在“测定金属的电阻率”实验中，某同学所测的金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的 2 倍。为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆“×1”挡按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙所示，读数为______Ω。‎ 现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻 R，以便进一步测出该材料的电阻率ρ：‎ A．电源E（电动势3 V，内阻约1 Ω）‎ B．电流表A1（量程为0~0.6 A，内阻r1 约1 Ω）‎ C．电流表A2（量程为0~0.6 A，内阻r2=5 Ω）‎ D．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R0‎ E．开关S，导线若干 ‎（1）请在图丙的方框内画出实验电路图。‎ ‎（2）先将R0调至最大，闭合开关S，调节滑动变阻器R0，记下各电表读数，再改变R0进行多次测量。在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若A1的示数为I1，A2的示数为I2，则该金属导体的电阻R=_____________。‎ ‎（3）该同学用刻度尺测量导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。用已经测得的物理量R、L、a表示该金属材料电阻率ρ=__________。‎ ‎4．一研究性学习小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200 Ω·m），如图1所示为该组同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱。容器内表面长a=40 cm，宽b=20 cm，高c=10 cm，将水样注满容器后，进行以下操作：‎ ‎（1）分别用多用电表欧姆“×l00”、“×1 k”挡粗测水样的电阻，表盘上指针如图2所示，则所测水样的电阻约为_______Ω。‎ ‎（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下器材；‎ A．电流表（量程6 mA，内阻RA=20 Ω）‎ B．电压表（量程15 V，电阻RV约10 kΩ）‎ C．滑动变阻器（0~20 Ω，允许通过最大电流为1 A）‎ D．电源（电动势12 V，内阻约10 Ω） ‎ E．开关一只、导线若干 请在图3的实物图中完成电路连接。‎ ‎（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在图4的坐标纸中作出U–I关系图线。‎ ‎（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为_________Ω·m（保留三位有效数字），据此可知，所测水样在电阻率这一指标上__________（选填“达标”或“不达标”）。‎ ‎5．在“测量金属的电阻率”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1所示，其读数为______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 Ω）、电流表（内阻约0.1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）、滑动变阻器（0~20 Ω，允许通过最大电流为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 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.70‎ ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎1.70‎ ‎2.30‎ I/A ‎0.020‎ ‎0.060‎ ‎0.160‎ ‎0.220‎ ‎0.340‎ ‎0. 460‎ ‎0.520‎ 由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_______（填“甲”或“乙”）电路。‎ ‎（3）图3 是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，用笔画线代替导线连接实物图。‎ ‎（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，描绘出U–I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=______Ω（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__________Ω·m。（填选项前的符号）‎ A．1×10–2 B．1×10–3‎ C．1×10–5 D．1×10–6‎ ‎（6）下列关于实验误差的说法中正确的是________。‎ A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U–I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 ‎6．金属丝ab由两段粗细相同、材料不同的金属拼接而成，但仅从外观上看不出拼接点的位置。为找到拼接点的位置，同时测出两种材料的电阻率，某同学进行了如下实验：‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径d时如图1所示，则d=_______mm。‎ ‎（2）将欧姆表的选择开关拨至“×l”挡，进行欧姆表调零后测量金属丝的电阻，表盘指针如图2所示，则金属丝的电阻为______Ω。‎ ‎（3）将金属丝ab拉直后固定在绝缘米尺上，a端点与米尺0刻度线对齐，测得金属丝长度为99.00 cm。在金属丝上夹上一个可移动的小金属夹P，用图3电路进行测量。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动触头，保持电流表的示数为0.45 A不变，电压表的示数U与对应aP长度x如下表：‎ 利用描点法在图4中绘出U–x图象（图中已描出了部分数据点）。‎ ‎（4）由绘出的U–x图象可知，两种材料的拼接点与a的距离为______cm。‎ ‎（5）两种材料中，较大的电阻率是___________Ω·m。（保留两位有效数字）‎ ‎7．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。‎ ‎（1）由上图读得圆柱体的直径为________mm，长度为________cm。‎ ‎（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=____________。‎ ‎8．某同学通过实验测量一种合金的电阻率。‎ ‎（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图中部件______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm。‎ ‎（2）如图所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中__________（选填图中表示接线柱的数字）之间出现了_______（选填“短路”或“断路”）。‎ ‎（3）在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进? 请写出两条建议。‎ ‎_________________________________________________________；‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎9．实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10–8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：‎ 电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；‎ 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；‎ 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；‎ 定值电阻：R0=3 Ω；‎ 电源：电动势6 V，内阻可不计；‎ 开关、导线若干。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）实验中滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关S前应将滑片移至_____端（填“”或“”）。‎ ‎（2）在实物图丙中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。‎ ‎（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为______V。‎ ‎（4）导线实际长度为______m（保留2位有效数字）。‎ ‎10.有一根细而均匀的导电材料样品（如图甲所示），截面为同心圆环（如图乙所示），此样品长L约3 cm，电阻约为100 Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量。实验室中提供了以下器材：‎ A．游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表A1（量程50 mA，内阻r1=100 Ω）‎ D．电流表A2（量程100 mA，内阻r2约为40 Ω）‎ E．电流表A3（量程3 A．内阻r3约为0.1 Ω）‎ F．滑动变阻器R（0~10 Ω，允许通过最大电流为2 A）‎ G．直流电源E（电动势12 V，内阻不计）‎ H．开关一只，导线若干 回答下列问题：‎ ‎（1）用游标卡尺测得该样品的长度如图丙所示，其示数L=______mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图丁所示，其示数D=_______mm。‎ ‎（2）请选择合适的仪器，在方框中画出实验电路图，并标明所选器材。‎ ‎（3）实验中要测量的物理量及其符号有____________________________________________________。用已知物理量的符号和测量量的符号表示样品的内径d=__________________。‎ ‎11.利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材（其中电流表内阻为1 Ω，电压表内阻为5 kΩ，电源电动势为6 V，滑动变阻器阻值为0~20 Ω）测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。‎ ‎（1）用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路，要求导线尽量避免交叉，电流表、电压表选择合适的量程。‎ ‎（2）实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用米尺测量金属丝的长度，电流表、电压表的读数也如图所示。由图可以读出金属丝两端的电压U=________，流过金属丝的电流强度I=________，金属丝的长度L=________，金属丝的直径d=________。‎ ‎（3）该金属丝的电阻率是______________（保留两位有效数字）。‎ ‎12.读出图中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数。‎ ‎（1）螺旋测微器的示数为________mm。‎ ‎（2）游标卡尺的示数为_________cm。‎ 参考答案 ‎1．0.001 5.783‎ ‎2．（1）2.935 （2）2.60 0.52 （3）4.2×10–5‎ ‎3．6 Ω （1）如图 （2） （3）‎ ‎4．（1）1 750 （2）如左图 （3）如右图 （4）135 不达标 ‎5．（1）0.395~0.399 （2）甲 （3）如左图 （4）如右图 4.3~4.7 （5）D （6）CD ‎6．（1）0.490 （2）4.0 （3）如图所示 （4）55.0（54.0~56.0） （5）1.1×10–6‎ ‎7．（1）1.844 4.240 （2）‎ ‎8．（1）B 0.410 （2）7、9 断路 ‎（3）电流表改为内接 测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值 ‎9．（1）R2 a （2）如图 （3）2.30 （4）94‎ ‎10.【答案】（1）30.35 3.205 （2）如图 （3）A1示数I1，A2示数I2 ‎ ‎11.【答案】（1）如图所示 （2）2.20 V 0.44 A 30.50 cm 1.850 mm （3）4.4×10–5 Ω·m ‎12.【答案】（1）5.485 （2）4.120‎