212实验测定金属的电阻率同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器.docx

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212实验测定金属的电阻率同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器

2-12实验：

测定金属的电阻率（同时练习使用游标卡尺和螺旋测微器）

基础夯实

1．（2011·滨州模拟）在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝

可知，对实验结果的准确性影响最大的是（　　）

A．导线直径d的测量　　　B．电压U的测量

C．电流I的测量D．导线长度的测量

答案：

A

解析：

四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方，A正确。

2．在做“测定金属的电阻率”实验时，下列操作正确的是（　　）

A．若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮漆皮，而两端接头部分则用纱布打磨干净，以保证电路接触良好

B．用米尺反复测量三次导线的总长度，求出平均值L，然后将导线接入测量电路中

C．估计待测金属导线的总长，选择合适的仪器和实验电路

D．合上开关S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流和电压数值，计算出导线的总电阻

答案：

A

解析：

用米尺反复测量三次接入电路中的导线的长度而不是总长度，B、C错；闭合开关前，滑动变阻器的有效阻值处于最大，合上开关S后逐步减小滑动变阻器接入电路的有效阻值，D错。

3．在测量金属丝电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是（　　）

答案：

D

4．用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图所示，图（a）的读数是________mm，图（b）的读数是________mm

答案：

8.471　6.570

解析：

本题关键是判断主尺上的半毫米刻度线是否露出，图（a）中，副尺的零刻度在主尺的刻度线以上，说明副尺旋转不满一周，所以半刻度线未露出，读数应为：

8＋0.01×47.1＝8.471（mm）

图（b）中，副尺的零刻度在主尺的刻度线以下，说明副尺旋转已超过一周，半刻度线已露出，读数为：

6．5＋0.01×7.0＝6.570（mm）

5．

（1）某实验中需要测量一根金属丝的直径（约0.5mm），为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺（游标尺上有10个等分刻度）中，选择________进行测量。

（2）用游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）测定某工件的宽度时，示数如图所示，此工件的宽度为________mm。

答案：

（1）螺旋测微器　

（2）23.22

解析：

（1）钢丝的直径约0.5mm，而游标卡尺精度才0.1mm，螺旋测微器精度可达0.01mm，故应选择螺旋测微器进行测量。

（2）由于50分度的游标卡尺精度为0.02mm，即每一小格代表0.02mm，主尺上毫米数为23mm，游标尺第11格与主尺刻度对齐，故有0.22mm，所以，工件宽度为23.22mm。

6．在“测定金属的电阻率”的实验中，所用的电阻丝Rx的阻值约为3Ω，变阻器最大阻值为20Ω，电源电压为3V，电源内阻不计，则：

（1）电压表的量程应选用________，电流表的量程应选用________。

（2）画出实验电路图。

答案：

（1）0～3V　0～0.6A　

（2）见解析图

解析：

（1）由于电源的电动势为3V，所以电压表量程应选0～3V，在实验中电流不能太大，电流表量程应选0～0.6A。

（2）由于Rx≈3Ω，为小电阻，故用电流表外接法，变阻器R>Rx，故采用滑动变阻器限流接法，如图所示。

7．（2011·贵阳高二检测）在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测出其长度L、直径d和电阻R。

（1）用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲，则金属丝的直径为________mm。

（2）若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________．（选填“偏大”或“偏小”）

（3）用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A，所测金属丝的电阻为________Ω。

答案：

（1）0.697（0.696、0.698也对）　

（2）偏小　

（3）2.60　0.52　5

解析：

（1）螺旋测微器的读数为（0.5＋0.01×19.7）mm＝0.697mm（0.696mm,0.698mm也对）

（2）图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小。

（3）电压表精度为0.1V，其读数为2.60V；电流表精度为0.02A，其读数为0.52A，R＝

＝5Ω。

能力提升

1．（2012·德阳外国语学校高二检测）用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。

某同学所用实验电路如图所示。

给定电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。

（1）待测电阻是一均匀材料制成的金属丝（横截面为圆形），用直尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图所示。

由图可知其长度为________cm，直径为________mm。

（2）闭合电键后，发现电流表示数为零、电压表示数与电源电压相同，则发生故障的是________（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。

（3）对照电路的实物连接请在虚线框内画出正确的电路图。

（4）下图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请在图中作出U－I图线。

（5）求出的电阻值R＝________Ω（保留3位有效数字）

（6）请根据以上测得的物理量写出电阻率的表达式ρ＝________。

答案：

（1）59.40（59.39～59.41）　0.434（0.433～0.435）　

（2）待测金属丝　（3）电路图如图所示

（4）U－I图线如图所示

（5）5.88Ω　（6）

解析：

（1）直尺的读数为59.40cm。

螺旋测微器的读数为0.434mm。

（2）电流表示数为零，说明出现断路，电压表示数与电源电动势相同，说明待测金属丝发生断路。

（3）见答案图。

（4）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。

（5）在图线上取一特殊点，读出U、I值，则Rx＝

＝

Ω＝5.88Ω

（6）由ρ＝Rx

和S＝

得ρ＝

。

2．（2011·黄冈模拟）某同学在做“自来水电阻率的测定”课题时，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，用如图甲所示电路进行测量，两电极相距L＝0.700m，其间充满待测的自来水，所需器材如下：

电压表：

量程15V，内阻约30kΩ

电流表：

量程300μA，内阻约50Ω

滑动变阻器：

100Ω，1A

电池组：

电动势E＝12V，内阻r＝6Ω

单刀单掷开关一个、导线若干

下表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据。

U/V

1.0

3.0

5.0

7.0

9.0

11.0

I/μA

22

65

109

155

190

240

实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图乙所示。

根据以上材料请回答下面的问题：

（1）玻璃管内径d的测量值为________cm；

（2）根据表中数据在如图所示的坐标中作出U－I图象，根据图象求出电阻R＝________Ω；

（3）用直接测量值计算自来水电阻率的公式是________，测量值为________Ω·m（保留两位有效数字）；

（4）请在虚线框内画出测量自来水电阻的电路图。

答案：

（1）3.080　

（2）4.6×104　图象见解析　

（3）ρ＝

　49

（4）电路如图所示

解析：

（1）由题图乙可知，游标卡尺的读数为3.080cm，即玻璃管内径d的测量值为3.080cm。

（2）将表中数据在题图坐标中描点后，作出U－I图线如图所示，图线的斜率就是玻璃管内水的电阻，由图可得R＝

＝4.6×104Ω（只要在4.3×104～4.9×104Ω均可）。

（3）根据电阻定律R＝ρ

＝ρ

，可得用直接测量的物理量计算自来水电阻率的公式是ρ＝

将测得的数据代入上式可得：

ρ＝

Ω·m

＝49Ω·m（在49±3Ω·m均可）