1、1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_
2、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_550_(结果保留到个位)。(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2满量程_。答案
3、：(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，微安表的示数也保持不变。说明 ，解2 500.0R A R A2 601.0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
4、。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，用作图法求得 R1的阻值为_4.5(4.44.7)_。U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53(3)已知图 2
5、 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的 ，若测 R2的阻值，则最优的连线应选_B_(填选项)。110A连接 a，连接 c B连接 a，连接 d3C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 4.5。2.40 0.400.53 0.09(3)根据电阻定律 R ，由题给条件知 R2 R14.5，因电压表的内阻仍远大于电lS阻 R2的阻值，测电阻 R2阻值的最优连接方式应
6、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”“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。电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零，保护电阻 R03.00。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至_左_端(填
7、“左” “右”或“中间位置”)。4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，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 d1mm13.00.01mm1.130mm。(2)由题图乙所示电路图
8、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 03V，由题图丙所示电压表可知，其分度值为 0.1V，其示数 U2.40V；待测铜导线的阻值为 R R0 3.001.8；由UI 2.400.500电阻定律可得 R ，故铜导线的电阻率 LS L d2 2 Rd24Lm1.810 8 m。3.141.8 1.3010 3 241004(2017福建厦门质检)一根均匀
9、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(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 00.6A，内阻约 0.05B电流表 03A，内阻约 0.01C电压表 03V，内阻约 10kD电压表 015V，内阻约 50kE滑动变
10、阻器 010(额定电流为 0.6A)5F滑动变阻器 0100(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_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 4 IL U答案：(3)见下图解析 (1)螺旋测微器校零时的示数为 3.50.01mm0.035mm；金属管的外径D5.200mm0.035mm5.165mm。(2)由于两节干电池
11、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 0.6A，所以电流表应选 A；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻UR为 Rmax 15，所以滑动变阻器应选 E。E13Im3130.6(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。(4)设金属管的内径为 d，根据电阻定律有 R ，又 R ，联立可得 d L14 D2 d2 UI。D2 4 IL U5(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6如图甲所示。 ab 是一段粗细
12、均匀的金属丝， R0是阻值为 6 的保护电阻，学生电源的输出电压为 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(0.8990.901)_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
13、P 的位置，记录金属丝 Pb 的长度 L 和对应的电流表的示数 I，根据得到的实验数据，作出的 L 图象如图丙所示，由图象和测得1I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 d0.5mm40.00.01mm0.900mm。(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。(3)由闭合电路欧姆定律得 E I(R0 )，解得 L ，则 L 图象L d2 2 1I 4 d2E R0E 1I的斜率 k ，由图象得 k 1.0A 1 m1 ，故 4 d2E 1.6A 1 0.6A 11.0m k d2E4610 6 m。1.0A 1m 13 0.90010 3m 210V47(4)考虑电流表的内阻，有 I ，可得 L，由此可ER0 RA L d2 2 1I R0 RAE 4 Ed2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。
