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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第3講 實(shí)驗(yàn)七 測定金屬的電阻率 新人教版 1．某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度．該螺旋測微器校零時(shí)的示數(shù)如圖1(a)所示，測量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示．圖(a)所示讀數(shù)為________mm，圖(b)所示讀數(shù)為________mm，所測金屬板的厚度為________mm. 　　　　　　　　　　　　　　 圖1 解析　依據(jù)螺旋測微器讀數(shù)的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上讀出，而在螺旋尺上要估讀到千分之一毫米，則圖(a)讀數(shù)為0.010 mm，圖(b)讀數(shù)為6.870 mm，故金屬板的厚度d＝6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm. 答案　0.010(0.009或0.011也對(duì))　6.870(6.869或6.871也對(duì))　6.860(6.858～6.862) 2．如圖2所示為某次實(shí)驗(yàn)中兩電表的示數(shù)情況，則： 圖2 電流表A的示數(shù)為________ A，電壓表V的示數(shù)為________ V. 解析　電流表選擇0～3 A的量程，刻度盤中有三個(gè)大格，則每一大格為1 A，每一大格又分為10小格，則每一小格表示0.1 A，故指針?biāo)傅氖緮?shù)為1.50 A．電壓表選擇0～15 V的量程，刻度盤中有三個(gè)大格，則第一大格為5 V，每一大格又分為10小格，則每一小格表示0.5 V，故指針?biāo)傅氖緮?shù)為7.5 V. 答案　1.50　7.5 3．某學(xué)習(xí)小組用伏安法測量一未知電阻Rx的阻值，給定器材及規(guī)格為： 電流表A(量程為0～5 mA，內(nèi)阻約為10 Ω)； 電壓表V(量程為0～3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ)； 最大阻值約為100 Ω的滑動(dòng)變阻器； 電源E(電動(dòng)勢(shì)約3 V)；開關(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4甲所示電路試測，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________ Ω. (2)經(jīng)分析，該電路測量誤差較大，需改進(jìn)．請(qǐng)直接在圖3甲上改畫：①在不需要的連線上畫“”表示，②補(bǔ)畫上需要添加的連線． (3)對(duì)改進(jìn)的電路進(jìn)行測量，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了如圖4乙所示的UI圖象，得Rx＝________ Ω.(保留三位有效數(shù)字) 圖3 解析　本題考查伏安法測電阻及電流表外接法和內(nèi)接法的選擇． (1)根據(jù)用圖甲測量的數(shù)據(jù)和歐姆定律可得： Rx＝＝ Ω＝500 Ω. (2)待測電阻Rx約為500 Ω，而電壓表的內(nèi)阻約為3 kΩ，是待測電阻的6倍左右，電流表的內(nèi)阻約為10 Ω，待測電阻是電流表內(nèi)阻的50倍左右，所以用電流表外接法電壓表的分流作用比較大，應(yīng)改為電流表內(nèi)接法． (3)待測電阻Rx的大小就等于圖乙中圖線的斜率，即Rx＝＝ Ω＝500 Ω. 答案　(1)500　(2)如圖所示　(3)500 4．在測量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，可供選用的器材如 下：待測金屬絲：Rx(阻值約4 Ω，額定電流約0.5 A)； 電壓表：V(量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) 電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω)； A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.05 Ω)； 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 Ω)； 螺旋測微器；毫米刻度尺；開關(guān)S；導(dǎo)線． 圖4 (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖4所示，讀數(shù)為______mm. (2)若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測量盡量精確，電流表應(yīng)選________，電源應(yīng)選________(均填器材代號(hào))，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖． 解析　(1)螺旋測微器的讀數(shù)為1.5 mm＋27.30.01 mm＝1.773 mm. (2)在用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)，為使測量盡量精確，則電流表、電壓表指針需達(dá)到半偏以上，又因待測電阻絲的額定電流為0.5 A，所以電流表選A1，電源選E1即可．電路原理圖如圖所示． 答案　(1)1.773(1.771～1.775均正確)　(2)A1　E1　電路圖如解析圖 5．某同學(xué)測量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測量圓柱體的尺寸和電阻． (1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑，某次測量的示數(shù)如圖5(a)和(b)所示，長度為________cm，直徑為________mm. 圖5 (2)按圖3(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1 280 Ω. (3)由此可知，圓柱體的電阻為________Ω. 解析　(1)長度l＝5.0 cm＋1 mm＝5.01 cm；直徑d＝5 mm＋31.5mm＝5.315 mm. (2)(a)為保護(hù)電路使電路中電流不會(huì)超出電流表量程，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值置于最大處． (b)為使電路中電流較小，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示． 由閉合電路歐姆定律知I＝， 當(dāng)I相同均為I0時(shí)，R2＝R圓柱體， 所以R圓柱體＝1 280 Ω. 答案　(1)5.01　5.315　(2)大　大　(3)1 280 6．某課題小組通過實(shí)驗(yàn)測量河水的電阻率．現(xiàn)備有一根均勻的長玻璃管(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、待測的水樣品．電路器材如表一，他們用伏安法多次測量的數(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)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖5甲所示． 表一 器材編號(hào) 器材名稱 規(guī)格 1 電流表 200 μA，內(nèi)阻約10 Ω 2 電壓表 12 V，內(nèi)阻約100 kΩ 3 電池組 12 V，內(nèi)阻不計(jì) 4 滑動(dòng)變阻器 10 Ω　1 A 5 開關(guān) 6 導(dǎo)線 若干 7 定值電阻 100 Ω 表二 序號(hào) 水柱長度/cm 電壓表示數(shù)/V 電流表示數(shù)/μA 1 10 2 100 2 20 4 100 3 30 6 100 4 40 8 100 5 50 10 100 (1)玻離管內(nèi)徑d的測量值為________ cm. (2)根據(jù)表一器材和表二數(shù)據(jù)確定測量電路中電流表應(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)算出的水柱長度L與水柱電阻R在圖6乙中描點(diǎn)，畫出RL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)． 圖6 (4)計(jì)算出所測水的電阻率為________ Ωm. 解析　(1)由游標(biāo)卡尺直接讀數(shù)得玻璃管內(nèi)徑為2.26 cm； (2)電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，故電流表采用內(nèi)接法，待測電阻很大，滑動(dòng)變阻器阻值較小，為操作方便，應(yīng)該采用分壓電路； (3)由表二中數(shù)據(jù)可以計(jì)算出不同長度水柱的電阻，R1＝ Ω＝20 kΩ、R2＝40 kΩ、R3＝60 kΩ、R4＝80 kΩ、R5＝100 kΩ，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)得到RL圖線如圖所示； (4)取L＝30 cm時(shí)，R3＝60 kΩ，d＝2.26 cm，由電阻定律R＝ρ得：ρ＝＝，代入數(shù)據(jù)解得：ρ＝80.2 Ωm. 答案　(1)2.26　(2)內(nèi)接　分壓電路　(3)如解析圖所示　(4)80.2