1、1课时跟踪检测三十九 实验 8 测定金属的电阻率【基础过关】1(2017 届吉林东北师大附中期末节选)如图所示为一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为 1 k，现测量该材料的电阻率分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的直径和长度，某次测量的示数如图甲和图乙所示，直径为_mm，长度为_cm.解析：螺旋测微器读数：13.5 mm4.00.01 mm13.540 mm；游标卡尺读数：111 mm130.05 mm11.165 cm.答案：13.540 11.1652(2016 届湖北宜昌一中月考)2010 年暑假期间，某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告，设计了一个测量电阻
2、率(被测电阻丝的阻值约为 25 )的实验方案，可提供的器材有：A电流表 G，内阻 Rg120 ，满偏电流 Ig3 mAB电流表 A，内阻约为 0.2 ，量程为 00.1 AC螺旋测微器D电阻箱 R0(09 999 ，0.5 A)E滑动变阻器 R(5 ，1 A)F干电池组(3 V,0.05 )G一个开关和导线若干他们进行了以下操作：(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数部分如图甲所示，则该次测量测得直径d_mm；(2)把电流表 G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为 3 V，则电阻箱的阻值应调为 R0_；(3)请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，
3、请将图乙中电路图补画完整；2(4)实验数据的测量与电阻率的计算：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计算电阻率的表达式 _.解题思路：(1)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读；(2)电流表改装为电压表，串联电阻起分压作用，根据欧姆定律求出电阻箱的电阻大小；(3)为得到较大的电压调节范围，滑动变阻器用分压式接法；由于待测电阻的电阻值较小，根据“小外偏小”的规律，用电流表外接法；(4)根据欧姆定律计算出电阻，再根据电阻定律计算电阻率解析：(1)用螺旋测微器测量电阻丝的
4、直径，其示数为 0.267 mm，所以直径为 0.267 mm.(2)把电流表 G与电阻箱串联改装成电压表，最大测量电压为 3 V，电阻箱的阻值应该为 880 .3 120310 3310 3(3)设计采用分压接法和电流表外接法(4)由 R ， R ，LS L (d2)2 UI I1 Rg R0 I2 I1所以 . d2I1 Rg R04L I2 I1答案：(1)0.267(0.2660.268 均正确) (2)880 (3)如图所示 (4) d2I1 Rg R04L I2 I1【提升过关】1(2017 届江苏宿迁沭阳中学期末)有一金属电阻丝的阻值约为 20 ，现用以下实验器材测量其电阻率：A
5、电压表 V1(量程为 015 V，内阻约为 15 k)B电压表 V2(量程为 03 V，内阻约为 3 k)C电流表 A1(量程为 00.6 A，内阻约为 0.5 )3D电流表 A2(量程为 050 mA，内阻约为 10 )E滑动变阻器 R1(阻值范围 01 k，允许最大电流 0.2 A)F滑动变阻器 R2(阻值范围 020 ，允许最大电流 1.0 A)G螺旋测微器H电池组(电动势 3 V，内电阻 0.5 )I开关一个和导线若干(1)某同学决定采用分压式接法调节电路，为了准确地测量出电阻丝的电阻，电流表选_，滑动变阻器选_(填写器材前面的字母)；(2)用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图(a
6、)所示，该电阻丝直径的测量值d_mm；(3)如图(b)所示，将电阻丝拉直后两端分别固定在刻度尺两端的接线柱 a和 b上，其间有一可沿电阻丝滑动的触头 P，触头的上端为接线柱 c.当按下触头 P时，它才与电阻丝接触，触头的位置可在刻度尺上读出实验中改变触头与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流表 A示数 I保持不变，记录对应的电压表读数 U.该同学的实物连接如图(c)所示，他的连线是否正确？如果有错，在连接的导线上打“”并重新正确连线；如果有导线遗漏，请添加导线，完成正确的实物连接图；(4)利用测量数据描点作出 UL图线，如图(d)所示，并求得图线的斜率 k.用电阻丝的直径 d、电流
7、 I和斜率 k表示电阻丝的电阻率 _.4解题思路：(1)螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数(2)根据电源选择电压表量程，根据电路最大电流选择电流表，在保证电路安全的前提下，应选最大阻值较小的滑动变阻器(3)确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出电路图根据电路图作出实物电路图(4)根据电阻定律和欧姆定律求出电阻率的表达式解析：(1)电路最大电流约为 I A0.15 A，所以电流表选择 C，为方ER r 320 0.5便实验操作，滑动变阻器的范围不能过大，应选 F.(2)由题图(a)示螺旋测微器可知，固定刻度示数为 0 mm，可动刻度示数为 18.30.01 mm0.183 m
8、m.螺旋测微器示数为 0 mm0.183 mm0.183 mm.(3)题图(c)中接法有两处错误，电压表和电流表不能串联接入电路；由于电压表的变化比较大，可知滑动变阻器需要使用分压式接法，正确接法如图所示：(4)根据欧姆定律得 U IR，根据电阻定律得 R ，联立解得 U L，LS L (d2)2 4 I d2则斜率 k ，解得 .4 I d2 k d24I答案：(1)C F (2)0.183 (3)图中接法有错误，正确接法见解析图 (4)k d24I2常见测电阻的方法有：伏安法、伏阻法、安阻法、替代法、半偏法、欧姆法等现实验桌上有下列器材：A待测电阻 R(阻值约 10 k)B滑动变阻器 R1
9、(01 k)C电阻箱 R0(99 999.9 )D电流计 G(量程为 0500 A，内阻不可忽略)E电压表 V(量程为 03 V，内阻约 3 k)F直流电源 E(量程为 03 V，内阻不计)G开关、导线若干5(1)甲同学设计了如图 1所示的测量电路，请指出他的设计中存在的问题：_；_.(指出两处即可)(2)乙同学用图 2所示的电路进行实验请在图 3中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；将滑动变阻器的滑动头移到_(填“左”或“右”)端，再接通开关 S；保持S2断开，闭合 S1，调节 R1使电流计指针偏转至某一位置，并记下电流 I1；断开 S1，保持 R1不变，闭合 S2，调节 R0使得电流计读
10、数为_时， R0的读数即为待测电阻的阻值(3)丙同学查得电流计的内阻为 Rg，采用图 4进行实验，改变电阻箱电阻，读出电流计相应的示数 I，由测得的数据作出 R0图象如图 5所示，图线纵轴截距为 m，斜率为 k，1I则待测电阻 R的阻值为_解析：(1)由原理图可知，该同学电流计采用了外接法，由于待测电阻较大，而电流计内阻较小，故只能采用内接法；因滑动变阻器总阻值相对待测电阻太小，无法起到限流作用，故滑动变阻器应采用分压式接法(2)由给出的原理图，可得出对应的实物图如图所示为了保证实验安全，开始时测量电阻两端的电压应为 0，故滑动头从左端开始调节由实验原理可知，我们断开待测电阻，接入了 R0，只
11、有在调节电阻箱使电流计读数6重新为 I1时， R0的示数才等于待测电阻的阻值(3)将 R与 Rg等效为 R 总 ，则根据闭合电路欧姆定律应有 E I(R0 R 总 )，整理可得 1I ，根据函数斜率和截距概念可知 m ， k ，解得 R 总 ，故待测电阻阻值为R总E R0E R总E 1E mkR Rg.mk答案：(1)灵敏电流计不应外接 滑动变阻器不应采用限流式接法(2)见解析图 左 I1 (3) Rgmk3用如图甲所示的实验器材及电路测量金属丝的电阻率，实验的主要步骤如下，请完成相关内容(1)将 P移到金属丝 a位置，开启电源，合上开关 S，调节电阻箱的阻值到_(填“最大”或“零”)，并读出
12、此时电流表的示数 I0，断开开关 S；(2)适当向 b端滑动 P，闭合开关 S，调节电阻箱使电流表示数为_，记录电阻丝 aP部分的长度 L和电阻箱对应的阻值 R，断开开关 S；(3)重复步骤(2)，直到记录 9组 L和 R值并画出 RL的关系图线如图乙所示；乙(4)根据 RL图线，求得斜率为_/m；(5)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图丙，其示数为_mm，可算得金属丝的电阻率为_m.(4)(5)的计算结果保留三位有效数字7解析：开始时电阻箱阻值为零，以后 P向 b移动时，金属丝接入电路中的电阻变小，调大变阻箱电阻，可以保证总电阻不变，所以电流不变，仍然为 I0；变阻箱的阻值即为 aP段金属丝的电阻值直径读数为 20.00.01 mm0.200 mm，电阻率由 R 得 ， LS RSL代入数据得 1.0010 6 m.答案：(1)零 (2) I0 (4)33.0(32.433.6) (5)0.200 1.00106 (0.960106 1.0510 6 )
