十年高考金属丝电阻率.docx

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十年高考金属丝电阻率

十年高考试题分类解析-测定金属丝的电阻率

1.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量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。

②按图15（c）链接电路后，实验操作如下：

（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调

节R1，使电流表示数为I0；

（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（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。

2、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。

3.（18分）（2012·北京理综）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数

应为m（该值接近多次测量的平均值）

（2）用伏安法测金属丝的电阻R。

实验所用器材为：

电源（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。

某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

由以上实验数据可知，他们测量R是采用图2中的图（选填：

“甲”或“乙”）

（2）

图3是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。

请根据

（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流变不至于被烧坏。

（3）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。

图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U--I图线，由图线得到金属丝的阻值R=Ω（保留两位有效数字）。

（4）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率为（填选项钱的符号）。

A.1×10-2Ω·mB.1×10-4Ω·mC.1×10-6Ω·mD.1×10-8Ω·m

（5）任何实验测量都存在误差。

本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是（有多个正确选项）。

A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除测量仪表引起的系统误差

D.用U---I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差

4.（2012·海南物理）图示电路可用来测量电阻的阻值。

其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，

可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。

（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2.。

由此可求出Rx=。

（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1

V，R=100Ω..。

此电路可测量的Rx的最大值为Ω。

5.（2011江苏物理卷第11题）某同学利用如图2所示的实验电路来测量电阻的阻值。

（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。

适当调节滑动变阻器R’后保持其阻值不变。

改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：

电阻R/Ω

5.0

10.0

15.0

25.0

35.0

45.0

电压U/V

1.00

1.50

1.80

2.14

2.32

2.45

请根据实验数据作出U-R关系图象。

（2）用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。

利用

（1）中测绘的U-R图象可得Rx=_________Ω。

（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。

若仍用本实验装置和

（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。

现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和

（1）中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？

6、（2011天津理综卷第9题（4））某同学测量阻值约为25kΩ的电阻RX,现备有下列器材：

A.电流表（量程122μA,内阻约2kΩ）；

B.电流表（量程500μA,内阻约300Ω）；

C.电压表（量程15V,内阻约100kΩ）；

D.电压表（量程50V,内阻约500kΩ）；

E.直流电源（20V,允许最大电流1A）；

F.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；

G.电键和导线若干。

电流表应选___.电压表应选__.（填字母代号）。

该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：

①___________________________________.②___________________________________.

7.（2010福建卷）如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下

为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。

请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电

路。

8：

（2009·广东物理）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。

所用的器材包括：

输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。

（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。

请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14

图15

图14

（2）实验的主要步骤如下：

①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；

②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；

③断开开关，_________________，合上开关，重复②

的操作。

（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线，其斜率为________A-1·m-1（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。

（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。

金属丝的直径是______。

图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）。

9、（2008·江苏物理）某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：

（1）用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示．读得直径d＝　　ｍｍ．

（2）该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：

电阻R（Ω）

121.0

50.0

23.9

10.0

3.1

导线直径d（mm）

0.80l

0.999

1.20l

1.494

1.998

导线截面积S（mm２）

0.504

0.784

1.133

1.753

3.135

请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?

若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应

满足的关系．

（3）若导线的电阻率ρ＝5.1×10-7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度

l＝ｍ（结果保留两位有效数字）

10．（2010山东理综）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。

闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：

①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是　　　　　（填“待测金属

丝”“滑动变阻器”或“电键”）。

②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。

先将选择开关旋至　　档（填“欧姆×100”“直流电

压10V”或“直流电流2．5mA”），再将　　（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。

若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是　　、　　　、　　。

11．（2009·江苏物理）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。

他进行了如下实验：

（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。

图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L=________cm.

（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。

该合金棒的电阻约为几个欧姆。

图中有一处连接不当的导线是_______.（用标注在导线旁的数字表示）

（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω。

.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：

在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用ρ、L、d、D表述）

12.（2008·重庆理综）某研究性学习小组设计了图3所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱．

①实验时，闭合K之前将R的滑片P置于（填“C”或“D”）端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，K1应置于位置（填“1”或“2”）．

13、（2008·四川理综·22）图为用伏安法测量电阻的原理图。

图中：

为电压表，内阻为4000Ω；

为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关。

（1）当开关闭合后电压表读数U=1.6V，电流表读数I=2.0mA。

若将Rx=U/I作为测量值，所得结果的百分误差是。

（2）若将电流表

改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是。

（百分误差=

×100%）

14.（2007·山东理综）检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。

可供使用的器材如下：

A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）

B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω

C．电流表A2，量程3A，内阻约0.12Ω

D．电压表V1，量程15V，内阻约15KΩ

E．电

压表V2，量程3V，内阻约3KΩ

F．滑动变阻

器R，全电阻约20Ω

G．直流电源E，电动势3V，内阻不计

H．游标卡尺

I．毫米刻度尺

J．电键S导线若干

（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表___________（填“A1”或“A2”），所选电压表为____（填“V1”或“V2”）。

（2）画

出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。

电路原理图和对应的实物连接如图

（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。

15．（2007·上海物理）为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999），电键，导线等器材。

该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80mA，记录电流强度值。

由此可得被测电阻的阻值为____________。

经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。

为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：

断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为______，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。

由此可测出Rx＝______。

16.（2007年高考海南物理）图１中电源电动势为Ｅ，内阻可忽略不计；电流表

具有一定的内阻，

电压表

的内阻不是无限大，Ｓ为单刀双掷开关，R为待测电阻。

当Ｓ向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1,电流表读数为I1；当Ｓ向Ｒ一侧闭合时，电流表读数为I2。

（１）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻Ｒ＝____。

（２）根据图１所给出的电路，在图２的各器件实物图之间画出连接的导线。

17、用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。

给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。

（1）画出测量R的电路图。

（2）图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：

。

求出的电阻值R＝。

（保留3位有效数字）

（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。

由图可知其长度为，直径为。

（4）由以上数据可求出ρ＝。

（保留3位有效数字）

1、

3、

【解析】：

（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝的直径为0.397mm。

（2）根据实验数据可知，他们测量R是采用图2中的甲图。

（3）根据甲图连线实物图如图3。

（4）描绘出U--I图线如图4。

图象斜率等于金属丝的阻值R=4.5Ω。

（5）由电阻定律，金属丝电阻率为ρ=RS/L，S约为1×10-7m，可以估算出金属丝电阻率为1×10-6Ω·m，选项C正确。

4、

5、

6、

7、

8、

9、.答案：

（1）1.200

（2）不满足R与S2成反比（3）19解析：

由螺旋测微器的读数规则可读得直径d＝1.200mm。

分析表中实验数据，将R与相应的横截面积S相乘，其值不等，说明导线的电阻R与截面积S不满足反比关系。

将导线截面积S二次方，再与相应的导线的电阻R相乘，其值大约为30.73，这说明R与S2成反比。

10、

11、

13、

14、.答案：

（1）A1V1

（2）电路原理图和实物连线图如图。

（3）方案一：

方案二需要的器材：

游标卡尺主要的操作步走骤：

1数出变阻器线圈缠绕匝数n

2用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为d=

电阻丝总长度l=

π（D1+D2）

3重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值

15、

16、

17.答案：

．

（1）测量R的电路图如图。

或

（2）①作U－I直线，舍去左起第2点，其余5个点尽量靠近直线且均匀分布在直线两侧。

②求该直线的斜率k，则R＝k。

229Ω（221～237Ω均为正确）。

（3）0.800cm0.194cm