1、【 精品教育资源文库 】 第八章 实验八 测定金属的电阻率 1 (2017 全国卷 )某同学利用如图 (a)所示的电路测量一微安表 (量程为 100A ，内阻大约为 2500) 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 2000) ；电阻箱 Rz(最大阻值为 99999.9) ；电源 E(电动势约为 1.5V)；单刀开关 S1和 S2， C、 D 分别为两个滑动变阻器的滑片。 导学号 21992559 (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 _20_( 填 “20” 或 “2000”) 。 为了保
2、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 _左 _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 2500.0 ，接通 S1。将 R1的滑片置于适当位置，再反复调节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 _相等 _(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 2601.0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 _2_55
3、0_( 结果保留到个位 )。 【 精品教育资源文库 】 (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议 _调节 R1 上的分压，尽可能使微安表接近满量程 _。 答案： (1)连线如图 解析 (1)略。 (2)R1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即 R1的电阻为 20 ，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器 R1的滑片 C 应移到左端，确保微安表两端电压为零；反复调节 D 的位置，使闭合 S2前后微安表的示数不变，说明闭合后 S2中没有电流通过， B、 D 两点电势相等；将电阻箱 R1 和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 R2 的阻值置于2601.0 时，在接通 S2前后，微
4、安表的示数也保持不变。说明 2 500.0RA RA2 601.0 ，解得RA 2 550 。 (3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节 R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 2 (2016 浙江卷 )某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3V、内阻约为 3k 的电压表和量程为 0.6A、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 。 导学号 21992560 (1)测 R1阻值的最优连接方式为导线 连接 _a_(填 a 或 b)、导线 连接 _d_(填 c 或d)。 (2)正确接线测得实验数据如表，用作图法
5、求得 R1的阻值为 _4.5(4.4 4.7)_ 。 U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (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【 精品教育资源文库 】 的 110，若测 R2的阻值，则最优的连线应选 _B_(填选项 )。 A 连接 a， 连接 c B 连接 a， 连接 d C 连接 b， 连接 c D 连接 b， 连接 d 答案： (2)如图所示 解析 (1)因电压表的内阻远大于电阻 R1的阻值，故电流表应外接，导线 连接 a，因题
6、述要求采用分压电路接线，故导线 连接 d。 (2)由实验数据用作图法求得 R1的阻值为 R1 2.40 0.400.53 0.09 4.5 。 (3)根据电阻定律 R lS，由题给条件知 R2 R1 4.5 ，因电压表的内阻仍远大于电阻R2的阻值，测电阻 R2阻值的最优连接方式应是导线 连接 a，导线 连接 d，故选项 B 正确。 3 (2017 广东测评 )实验室新购进一捆长度为 100m 的铜导线，某同学想通过实验测量此铜导线的电阻率 。 导学号 21992561 (1)用图甲所示的螺旋测微器测量铜导线的直径 d，在测砧、测微螺杆与被测铜导线将要接触时，应转动部件 _C_(填 “ A”“
7、B” 或 “ C”) ，当听到 “ 喀喀 ” 声时，停止转动，从图甲中读出铜导线的直径 d _1.130_mm。 (2)在测量铜 导线的电阻 R 时，该同学用 9 根铜导线将器材连接如图乙所示。电路中所有【 精品教育资源文库 】 元器件都完好，且电压表和电流表已调零，保护电阻 R0 3.00 。 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至 _左 _端 (填 “ 左 ”“ 右 ” 或 “ 中间位置 ”) 。 闭合开关后，反复调节滑动变阻器，发现电流表有示数、电压表的示数总为零。若只有一根导线断路，则这根导线是 _6_(填数字代号 )。 排除故障后，调节滑动变阻器，当电流表的示数为 0.500A 时，
8、电压表 (量程范围 03V)的示数如图丙所示，其读数为 _2.40_V。由以上数据可求得 _1.810 8_m( 结果保留两位有效数字 )。 解析 (1)用螺旋测微器测量铜导线的直径，在测砧、测微螺杆与被测铜导线将要接触时，应转动部件微调旋钮 C，当听到 “ 喀喀 ” 声时，停止转动；由题图甲所示螺旋测微器可知，铜导线的直径 d 1mm 13.00.01mm 1.130mm。 (2) 由题图乙所示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至左端； 闭合开关后，反复调节滑动变阻器，电流表有示数，说明电路是通路，电压表的示数总为零，说明电压表两接线柱没有
9、与被测电 路并联，若只有一根导线断路，由题图乙所示电路图可知，这根导线是 6； 电压表量程范围 0 3V，由题图丙所示电压表可知，其分度值为0.1V，其示数 U 2.40V；待测铜导线的阻值为 R UI R0 2.400.500 3.00 1.8 ；由电阻定律可得 R LS Ld22，故铜导线的电阻率 Rd24L 3 24100m1.8 10 8m 。 4 (2017 福建厦门质检 )一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻 R 约为 5 ，这种金属的电阻率为 ，因管内径太小无法直接测量，某同学为了尽可能精确测定它的内径 d，设计了下列实验方案： 导学号 21992562
10、 (1)用螺旋测微器测量金属管的外径 D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管的外径读数为 5.200mm，则所测金属管的外径 D _5.165_mm。 (2)为测量金属管的电阻 R，取两节干电池 (内阻不计 )、开关和若干导线及下 列器材： A电流表 0 0.6A，内阻约 0.05 B电流表 0 3A，内阻约 0.01 C电压表 0 3V，内阻约 10k 【 精品教育资源文库 】 D电压表 0 15V，内阻约 50k E滑动变阻器 0 10( 额定电流为 0.6A) F滑动变阻器 0 100( 额定电流为 0.3A) 为准确测出金属管的阻值，电流表应选 _A_，电压表应选
11、_C_，滑动变阻器应选 _E_。(填相应器材前的字母 ) (3)如图丙所示，请按实验要求用笔画线代替导线将实物图中的连线补充完整。 (4)根据已知的物理量 (长度 L、电阻率 )和实验中测量 的物理量 (电压表读数 U、电流表读数 I、金属管的外径 D)，可得金属管的内径的表达式 d _ D2 4IL U _。 答案： (3)见下图 解析 (1)螺旋测微器校零时的示数为 3.50.01mm 0.035mm；金属管的外径 D5.200mm 0.035mm 5.165mm。 (2)由于两节干电池的电动势为 3V，所以电压表应选 C；由于通过金属管的最大电流约为Im UR 0.6A，所以电流表应选
12、A；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻为 Rmax E13Im 3130.6 15 ，所以滑动变阻器应选 E。 (3)由于待测金属管的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；由于 R 约为 5 ，小于滑动变阻器的最大阻值，故滑动变阻器采用限流式接法。连线如图所示。 【 精品教育资源文库 】 (4)设金属管的内径为 d，根据电阻定律有 R L14 D2 d2，又 R UI，联立可得 dD2 4IL U 。 5 (2017 河南六市第一次联考 )某学习 小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图甲所示。 ab 是一段粗细均匀的金属丝， R0是阻值为 6 的保护电阻，学生电源的输
13、出电压为 10V，电流表可视为理想电表。 导学号 21992563 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示，其直径为 _0.900(0.899 0.901)_mm。 (2)先接通电源，后闭合开关，发现电流表的示数为零，利用多用电表检查故障 (电路中故障只有一处 )。先将选择开关旋至直流电压挡，测得各点间的电压如下表。 e、 d 间电压 e、 c 间电压 e、 b 间电压 e、 a 间 电压 e、 h 间电压 0V 10V 10V 10V 10V 由此可以判断电路发生的故障是 _c、 d 间断路 _。 (3)排除故障后进行实验，闭合开关 K，调节线夹 P 的位置，记录金属丝 Pb 的长度
14、L 和对应的电流表的示数 I，根据得到的实验数据，作出的 1I L 图象如图丙所示，由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为 _610 6_m 。 ( 取 3，保留一位有效数字 ) (4)若电流表不能视为理想电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值 _等于 _真实值(填 “ 大于 ”“ 等于 ” 或 “ 小于 ”) 。 解析 (1)金属丝的直径为 d 0.5mm 40.00.01mm 0.900mm。 (2)两点间电压为零，说明这两点之外的电路出现了断路，两点间电压不为零，说明这两点间的电路出现了断路，由此可知 c、 d 间断路。 【 精品教育资源文库 】 (3)由闭合电路欧姆定律得 E I(R0 Ld22)，解得 1I 4 d2EL R0E，则 1I L 图象的斜率 k 4 d2E，由图象得 k 1.6A 1 0.6A 11.0m 1.0A 1m 1，故 k d2E4 1.0A 1m 1 3 210V4 610 6m 。 (4)考虑电流表的内阻，有 I ER0 RA Ld22，可得 1I R0 RAE 4 Ed2L，由此可知，电流表内阻对电阻率的测量值没有影响，即测量值等于真实值。
