（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練42 測(cè)定金屬的電阻率（含長度測(cè)量及測(cè)量工具的使用）（含解析）新人教版

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1、考點(diǎn)規(guī)范練42測(cè)定金屬的電阻率(含長度測(cè)量及測(cè)量工具的使用)1.(2018甘肅蘭州模擬)小張同學(xué)打算測(cè)量某種由合金材料制成的金屬絲的電阻率。待測(cè)金屬絲的橫截面為圓形。實(shí)驗(yàn)器材有毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器、電壓表(內(nèi)阻幾千歐)、電流表(內(nèi)阻幾歐)、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、待測(cè)金屬絲及導(dǎo)線若干。(1)用毫米刻度尺測(cè)量其長度,用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑,結(jié)果分別如圖甲和圖乙所示。由圖可知其長度l= cm,直徑為D= mm;(2)該同學(xué)計(jì)劃要用圖像法求出電阻的阻值,要求電壓從0開始變化。請(qǐng)將圖丙所示實(shí)物電路圖中所缺部分補(bǔ)全;(3)圖丁是實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值描的點(diǎn),由圖求出的電阻值R=;(保留3位

2、有效數(shù)字)(4)請(qǐng)寫出待測(cè)金屬絲的電阻率的表達(dá)式。(用測(cè)得的物理量的符號(hào)表示)2.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。(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長度和直徑,某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和乙所示,長度為 cm,直徑為 mm。(2)按圖丙連接電路后,實(shí)驗(yàn)操作如下:a.將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最(選填“大”或“小”)處,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(選填“大”或“小”),將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1 280 。(3)由此可知,圓柱體的電阻為。3.(2018

3、天津卷)某同學(xué)用伏安法測(cè)定待測(cè)電阻Rx的阻值(約為10 k),除了Rx、開關(guān)S、導(dǎo)線外,還有下列器材供選用:A.電壓表(量程01 V,內(nèi)阻約10 k)B.電壓表(量程010 V,內(nèi)阻約100 k)C.電流表(量程01 mA,內(nèi)阻約30 )D.電流表(量程00.6 A,內(nèi)阻約0.05 )E.電源(電動(dòng)勢(shì)1.5 V,額定電流0.5 A,內(nèi)阻不計(jì))F.電源(電動(dòng)勢(shì)12 V,額定電流2 A,內(nèi)阻不計(jì))G.滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍010 ,額定電流2 A)(1)為使測(cè)量盡量準(zhǔn)確,電壓表選用,電流表選用,電源選用。(均填器材的字母代號(hào))(2)畫出測(cè)量Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖。(3)該同學(xué)選擇器材、連接電路和操

4、作均正確,從實(shí)驗(yàn)原理上看,待測(cè)電阻測(cè)量值會(huì)(選填“大于”“小于”或“等于”)其真實(shí)值,原因是。4.在測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)中,所用測(cè)量儀器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長度約為50 cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示,其讀數(shù)應(yīng)為 mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)。甲(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻約1 )、電流表(內(nèi)阻約0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ,額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,記錄數(shù)據(jù)如下:次數(shù)1234567U/V0.100.

5、300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,他們測(cè)量Rx是采用圖乙中的(選填“A”或“B”)圖。乙(3)圖丙是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞。丙丁(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U-I坐標(biāo)系,如圖丁所示,圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx=(保留兩位有效

6、數(shù)字)。(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為。A.110-2mB.110-3mC.110-6mD.110-8m(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量儀器均已校準(zhǔn),下列關(guān)于誤差的說法正確的選項(xiàng)是。A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B.由電流表和電壓表的內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測(cè)量儀表引起的系統(tǒng)誤差D.用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差5.(2017全國卷)某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)量一微安表(量程為100 A,內(nèi)阻大約為2 500 )的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠袃蓚€(gè)滑動(dòng)變阻器R1、R2(其中

7、一個(gè)阻值為20 ,另一個(gè)阻值為2 000 );電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 );電源E(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片。(1)按原理圖甲將圖乙中的實(shí)物連線。甲乙(2)完成下列填空:R1的阻值為(選填“20”或“2 000”)。為了保護(hù)微安表,開始時(shí)將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動(dòng)變阻器的(選填“左”或“右”)端對(duì)應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置,最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電

8、勢(shì)(選填“相等”或“不相等”)。將電阻箱Rz和微安表位置對(duì)調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 時(shí),在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測(cè)微安表的內(nèi)阻為(結(jié)果保留到個(gè)位)。(3)寫出一條提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度的建議:?？键c(diǎn)規(guī)范練42測(cè)定金屬的電阻率(含長度測(cè)量及測(cè)量工具的使用)1.解析(1)金屬絲長度測(cè)量值為59.40cm;螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為43.40.01mm=0.434mm,即金屬絲直徑測(cè)量值為0.434mm。(2)要求電壓從0開始變化,故滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法。(3)用直線擬合各數(shù)據(jù)點(diǎn),使直線通過盡量多的點(diǎn),其他點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè),舍棄離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn),直線的

9、斜率表示金屬絲的電阻,故R=5.80。(4)由電阻定律可知,R=lS,S=D24,解兩式得:=RD24l。答案(1)59.400.434(2)如圖所示(3)5.80(4)=RD24l2.解析(1)游標(biāo)卡尺的精度為0.1mm,所以l=(50+10.1)mm=5.01cm,螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d=(5+31.50.01)mm=5.315mm。(2)a.為了保護(hù)電流表,在接通電路之前,要使電路中的總電阻盡可能大,然后慢慢減小電路中的電阻。b.為使電路電流較小,使電流表示數(shù)逐漸變大,電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大。(3)將S1閉合,S2撥向接點(diǎn)1時(shí),其等效電路圖如圖甲所示。當(dāng)S2撥向2時(shí),其等效電路圖如圖乙所

10、示。由閉合電路歐姆定律知I=ER1+R+r,當(dāng)I相同均為I0時(shí),R2=R圓柱體,所以R圓柱體=1280。答案(1)5.015.315(2)a.大b.大(3)1 2803.解析(1)由于待測(cè)電阻約為10k太大,電源電動(dòng)勢(shì)為12V時(shí),電路中電流才大約1.2mA,故電流表選C,電源選F。由于待測(cè)電阻約為10k,電路中電流約為1.2mA,則待測(cè)電阻兩端電壓約為12V,所以電壓表選B。(2)由于待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于所選電流表內(nèi)阻,而略小于電壓表內(nèi)阻,故實(shí)驗(yàn)測(cè)量電路設(shè)計(jì)時(shí)用內(nèi)接法;而滑動(dòng)變阻器最大阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻的阻值,故控制電路中滑動(dòng)變阻器使用限流式接法根本起不到調(diào)節(jié)作用,滑動(dòng)變阻器只能采用分壓式接法。

11、電路圖見答案。答案(1)BCF(2)如圖所示(3)大于電壓表的讀數(shù)大于待測(cè)電阻兩端實(shí)際電壓(其他正確表述也可)4.解析(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0mm+39.70.01mm=0.397mm(0.3950.399mm之間均正確)。(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)中電壓表示數(shù)從0.10V開始,非常小,應(yīng)考慮使用滑動(dòng)變阻器分壓式接法,故采用的是圖A的電路設(shè)計(jì)方案。(3)連圖時(shí)注意滑動(dòng)變阻器的分壓式接法,注意電流表和電壓表的正負(fù)極。(4)將第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)出來后,畫出一條直線,舍去第6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn),讓直線過坐標(biāo)原點(diǎn),計(jì)算出圖線斜率為4.5(4.34.7之間均正確),即為金屬絲的阻值。(5)根據(jù)電阻定律

12、Rx=lS=4lD2,代入數(shù)據(jù)計(jì)算得到電阻率110-6m,C正確。(6)由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差,A錯(cuò)誤;電流表和電壓表的內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差,B錯(cuò)誤;由于該實(shí)驗(yàn)原理未考慮電表內(nèi)阻造成的誤差,因此將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由于測(cè)量儀表引起的系統(tǒng)誤差,C正確;通過U-I圖像處理數(shù)據(jù)時(shí)已經(jīng)直觀地舍去了第6次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),且多次測(cè)量后畫直線的目的就是取平均值,因此用U-I圖像處理數(shù)據(jù)更好地減小了偶然誤差,D正確。答案(1)0.397(0.3950.399均可)(2)A(3)如圖甲所示(4)如圖乙所示4.5(4.34.7均可)(5)C(6)CD5.解析(2)R1在電路中具有分壓作用,應(yīng)選阻值為20的小電阻。為了保護(hù)微安表,開始時(shí)讓微安表兩端的電壓為零,所以開始時(shí)將R1的滑片滑到左端。由題可知,S2接通前后微安表的示數(shù)保持不變,故電路中BD導(dǎo)線在S2接通前后通過的電流均為零,所以B、D點(diǎn)在S2接通前后的電勢(shì)相等。由于BD間導(dǎo)線也沒有電流通過,在有2500RA=R2左R2右,在有R2左R2右=RA2601,聯(lián)立解得,RA=2550。(3)本實(shí)驗(yàn)需要觀察微安表的示數(shù)是否變化,微安表的示數(shù)越大,觀察誤差越小,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)R1讓微安表接近滿量程,能提高測(cè)量微安表內(nèi)阻精度。答案(1)連線如圖(2)20左相等2 550(3)調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程6