届人教版实验八测定金属丝的电阻率单元测试.docx

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届人教版实验八测定金属丝的电阻率单元测试

1．某同学在学完“测量金属的电阻率”实验后，找到一个柱状导体材料，想利用实验测量其电阻率，利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量该导体的长度和粗细。

（1）用螺旋测微器测量导体直径如图甲，则该材料的直径为________mm；利用20分度的游标卡尺测量导体长度如图乙，但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，该导体材料长度为________cm。

（2）在本实验中，为了减小电流表和电压表内阻引起的系统误差，采用了如图丙所示的电路。

测电阻过程中，首先，闭合开关S1，将开关S2接2，调节滑动变阻器RP和R，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U1、I1；然后，将开关S2接1，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2。

则待测材料的电阻可以表示为________。

（3）若本实验中，测得导体的长度为L，直径为D，电阻为Rx，则该导体电阻率的表达式为________。

答案　

（1）1.783（1.782～1.784均正确）　10.155

（2）

（3）

解析　

（1）螺旋测微器的读数为D＝1.5mm＋28.3×0.01mm＝1.783mm；游标卡尺的读数为L＝101mm＋11×0.05mm＝101.55mm＝10.155cm。

（2）开关S2接2时应有U1＝I1（Rx＋RA＋RP），开关S2接1时应有U2＝I2（RA＋RP），联立以上两式解得Rx＝

。

（3）根据电阻定律Rx＝

可得，导体电阻率为ρ＝

。

2．（2017·邯郸一中模拟）在测定某金属的电阻率实验中：

（1）某学生进行了如下操作：

①利用螺旋测微器测金属丝直径d，如图1所示，则d＝________mm。

②测量金属丝电阻Rx的电路图如图2所示，闭合开关S，先后将电压表右侧接线端P接a、b点时，电压表和电流表示数如表1所示。

该学生认真观察到两次测量中，电流表的读数几乎未变，发生这种现象的原因是______________________________________，比较合理且较准确的金属丝电阻Rx测＝________Ω（结果保留两位有效数字），从系统误差角度分析，Rx的测量值与其真实值Rx真比较，Rx测________Rx真（填“>”“＝”或“<”）。

（2）另一同学找来一恒压电源，按图3的电路先后将接线端P分别接a处和b处，测得相关数据如表2所示，该同学利用该数据可算出Rx的真实值为________Ω。

答案　

（1）①1.704　②电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零　12　<　

（2）13

解析　

（1）①由图示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为1.5mm＋20.4×0.01mm＝1.704mm。

②由表中实验数据可知，电压表接a、b两点时，电流表示数不变，电压表示数变化较大，说明电压表内阻很大，电压表分流很小，几乎为零，电流表分压较大，电流表应采用外接法，电压表应接a点，金属丝电阻Rx测＝

＝

Ω≈12Ω；电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值。

（2）由表中实验数据知，RA＝

，则Rx＝

－RA＝13Ω。

3．（2017·河南郑州质检）要测定一卷阻值约为20Ω的金属漆包线的长度（两端绝缘层已去除），实验室提供有下列器材：

A．电流表A：

量程①0～0.6A，内阻约为1Ω；量程②0～3A，内阻约为0.2Ω

B．电压表V：

量程③0～3V，内阻约为2kΩ；量程④0～15V，内阻约为10kΩ

C．学生电源E：

电动势约为30V，内阻r可以忽略

D．滑动变阻器R1：

阻值范围0～10Ω，标定电流4A

E．滑动变阻器R2：

阻值范围0～500Ω，标定电流0.5A

F．开关S及导线若干

（1）使用螺旋测微器测量漆包线直径时示数如图甲所示，则漆包线的直径为d＝________mm。

（2）为了调节方便，并能较准确地测出该漆包线的电阻，电流表应选择量程__________（填量程序号），电压表应选择量程__________（填量程序号），滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”），请设计合理的实验电路，将电路图完整地补画在虚线框中。

（3）根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的表盘示意图如图乙，可求出这卷漆包线的电阻为________Ω（结果保留三位有效数字）。

（4）已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为ρ，忽略漆包线的绝缘层的厚度，则这卷漆包线的长度L＝________（用U、I、d、ρ、π表示）。

答案　

（1）0.830（0.829～0.831均正确）

（2）①④R1图见解析　（3）21.3（4）

解析　

（1）螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为33.0×0.01mm＝0.330mm，所以漆包线的直径为d＝0.5mm＋0.330mm＝0.830mm。

（2）题目中给出的电源电动势约为30V，为了安全起见，电压表应选择量程④。

为了便于控制，滑动变阻器采用分压接法，故滑动变阻器选总电阻较小的R1。

通过金属漆包线的最大电流不超过Imax＝

＝

A＝0.75A，所以电流表应选择量程①。

由于Rx<

，为小电阻，故电流表选择外接法，电路图如图所示。

（3）电压表量程为0～15V，分度值为0.5V，故读数为11.5V，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则指针示数为0.54A，所以这卷漆包线的电阻为Rx＝

＝

Ω≈21.3Ω。

（4）由欧姆定律和电阻定律可知Rx＝

＝ρ

＝ρ

，解得漆包线的长度L＝

。

4．（2017·广东湛江四校联考）某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：

（1）用游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为________mm。

（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，可知其直径为________mm。

（3）选用多用电表的电阻“×1”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙所示，则该圆柱体的阻值约为________Ω。

（4）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：

电流表A1（量程0～300mA，内阻约为2Ω）；

电流表A2（量程0～150mA，内阻约为10Ω）；

电压表V1（量程0～1V，内阻r0＝1000Ω）；

电压表V2（量程0～15V，内阻约为15kΩ）；

定值电阻R0＝3000Ω；

滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω）；

滑动变阻器R2（最大阻值为1000Ω）；

电源E（电动势约为4V，内阻r约为1Ω）；

开关，导线若干。

为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的

，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。

（填器材代号）

（5）根据你选择的器材，请在虚线框内画出实验电路图。

答案　

（1）50.15　

（2）4.700（4.699～4.701均正确）　（3）22　（4）V1　A2　R1　（5）图见解析

解析　

（1）游标卡尺的读数为50mm＋3×0.05mm＝50.15mm。

（2）螺旋测微器的读数为4.5mm＋20.0×0.01mm＝4.700mm。

（3）欧姆表的读数：

示数×倍率＝22×1Ω＝22Ω。

（4）（5）用量程0～15V的电压表指针偏角太小，所以用电压表V1与R0串联改装成量程为4V，内阻RV＝R0＋r0＝4000Ω的电压表。

由电源电动势和内阻的值知电流最大约为Im＝

＝

A≈174mA，所以用电流表A2，滑动变阻器用最大阻值较小的，便于调节，所以用滑动变阻器R1，由于Rx<

，所以采用电流表外接，滑动变阻器采用分压接法，电路图如图所示。

5．（山东高考）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

待测金属丝：

Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）

电压表：

V（量程3V，内阻约3kΩ）；

电流表：

A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；

A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；

电源：

E1（电动势3V，内阻不计）；

E2（电动势12V，内阻不计）；

滑动变阻器：

R（最大阻值约20Ω）；

螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm。

（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________（均填器材代号），在虚线框内完成电路原理图。

答案　

（1）1.773（1.771～1.775均正确）

（2）A1E1图见解析

解析　

（1）读数为（1.5mm＋27.3×0.01mm）＝1.773mm。

（2）金属丝的额定电流约为0.5A，两端最大电压约为2V，所以电源选择E1，电流表选择A1，滑动变阻器采用限流接法，又Rx<

，电流表采用外接法。

电路原理图如图所示。

6．（广东高考）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。

（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，长度为________cm，直径为________mm。

（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：

①将滑动变阻器R1的阻值置于最________（选填“大”或“小”）处；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；

②将电阻箱R2的阻值调至最________（选填“大”或“小”），将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；

③由此可知，圆柱体的电阻为________Ω。

答案　

（1）5.01　5.315（5.314～5.316均正确）

（2）①大　②大　③1280

解析　

（1）游标卡尺的读数为

l＝（50＋0.1×1）mm＝50.1mm＝5.01cm。

螺旋测微器的读数为

d＝（5＋31.5×0.01）mm＝5.315mm。

（2）此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的，故在①步骤中合上开关前应使其接入电路中的阻值为最大，以保证电路安全。

同理②步骤中亦将电阻箱R2的阻值调至最大。

①步骤中，由闭合电路欧姆定律得

I0＝

，其中R表示圆柱体的电阻。

②步骤中，仍由闭合电路欧姆定律得

I0＝

由等量代换可得R＝R2＝1280Ω。

7．（江苏高考）某同学通过实验测量一种合金的电阻率。

（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。

为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图甲所示的部件________（选填“A”“B”“C”或“D”）。

从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm。

（2）如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。

合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。

由此可以推断：

电路中________（选填图中表示接线柱的数字）之间出现了________（选填“短路”或“断路”）。

（3）在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω。

为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？

请写出两条建议。

答案　

（1）B　0.410　

（2）7、9　断路　（3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。

（或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值）

解析　

（1）读数前应先旋紧B防止读数时测微螺杆发生转动。

螺旋测微器读数＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。

（2）7、9之间发生断路，则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中，此时改变阻值较小的滑动变阻器阻值时，对电压表和电流表的示数影响很小，符合题述现象，同时满足两表读数。

（3）因为Rx＝58.7Ω＞

＝30Ω，所以应选用电流表内接法。

为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值。

（或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值）