高考实验专题测量导体的电阻率解析版.docx

1、高考实验专题测量导体的电阻率解析版A.B.C.D.E.F.G.H. I .测导体的电阻率-解析版1. （2017辽宁重点中学协作体 5月模拟）某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗 细均匀，阻值约为100 Q。备选器材如下：量程为5mA内阻r 1=50Q的电流表量程为0.6A、内阻2=0.2 Q的电流表量程为6V、内阻r3约为15k Q的电压表最大阻值为15Q、最大允许电流为 2A的滑动变阻器定值电阻R=5Q定值电阻F2=500Q电动势E=6V内阻很小的直流电源开关一个，导线若干螺旋测微器，刻度尺（1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径如图乙所示，则螺旋测微器的示数（2

2、）为了能尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用选用 （填“ E”或“ F”）。（3）电压表的示数记为 U,所选用电流表的示数记为 I，则该金属丝的电阻的表达式 Rx ;若用刻度尺测得待测电阻丝的长度为 L,则其电阻率的表达式为 P = （表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示）【参考答案】（1） 5.898 （ 3分），（2） .A E （2分），R1 fU Ir 八 hD 2R1 （U -Ir. 丄 口 （2 分）， U I （1 +R1 ） 4LI 卩 +R1 ）【名师解析】（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径 D=5.5mm+0.398mm=5.89

3、8mm（2）电压表量程为6V,电阻丝电B约100O,电流表量程应该为別mA左右，可次将量程5mA的电流表 并联50的电阻改装成量程为55皿的电渍表，即电流表选择乩定值电阻选择E。电阻丝中电流为“+匕驴电压由欧姆定律可得电阻丝电阻5器寻。由电阻定律,L込$=孚解得电阻率辭帶2 . （12分）（2016安徽合肥一模）为了精密测量一金属丝的电阻率:z= ? It LL S +E（1） （6分）如图甲所示，先用多用表X 1Q挡粗测其电阻为 mm游标卡尺测其长度为（2） （6分）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下: 电压表V（量程3V,内阻约为15k Q ;量

4、程I5V，内阻约为 电流表A（量程0.6A，内阻约为1 Q ;量程3A,内阻约为滑动变阻器R（05 Q , 0.6 A） 滑动变阻器 F2（02000 Q , 0.1 A）1.5V的干电池两节，内阻不计 电阻箱 开关S,导线若干Q，然后用螺旋测微器测其直径为cm oA.B.C.75 k Q )0.2 Q )D.E.F.G.Ri” 或“ R”)为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用（填“ 请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图乙的连线。I 一 一一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 一一 -亠plE.B二亠 U J【参考答案】（1） （6 分）8 Q （2 分）2.095mm

5、 （2 分）5.015cm （ 2 分）（2）（6分）Ro【命题意图】本题考查多用电表读数、螺旋测微器和游标卡尺读数、电阻率测量学生实验电路设计、实物图 连接、器材选择等。【名师鮮析】根將多用电表测量电阻的读数规则，用多用表X 2挡粗测其电阻为盅根据螺旋测徵器读数规则，螳旋测徵器测其直径为d=2.0mm44）.095Tni=2.095niT.根擔游标卡尺读数规则，游标卡尺测其长度为 L=&.OcrTn-3 X O.OSrr m=5.015cm o（2）由于金属丝的电阻只有几欧姆，滑动变阻器应选用叶50的,电路应设计成电流表外接、滑动 变阻器分压接法。电路图如图。实物图乙的连线如图。遛.灼3.（

6、 9分）（2016江西南昌市一模）某学生用如图a所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有： 被测金属导线ab，电阻约10Q，导线允许流过的最大电流 0.8A，稳恒电源E,电源输出电压 恒为E =12V, 电压表V,量程为3V,内阻约5k Q,保护电阻：R1=l0 Q , 230 Q, R3= 200 Q。刻度尺、螺旋测微器，开 关S,导线若干等。实验时的主要步骤如下：1do用刻度尺量出导线 ab的长度I，用螺旋测微器测出导线的直径2按如图a所示电路将实验所需器材用导线连接好。3读出电压表的示数 U。闭合开关S,移动接线触片 P,测出aP长度x,4556描点作出U-X曲线求出金属导线的电阻率

7、完成下列填空：（1） 用螺旋测微器测量金属导线的直径 d，其示数如图b所示，该金属导线的直径 d= mm.（2） 如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻 R应选 ,（3） 根据多次实验测出的ap长度X和对应每次实验读出的电压表的示数 U给出的U-X图线如图c所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率 P = _。（用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物【参考答案】（1） 0.870R22kR 2；id(3)4fE kl理量字母表示）【命题意图】本题考查螺旋测微器测量读数、测金属导线的电阻率实验原理和步骤、数据处理及其相关知识 点。【解题思踣】Cl根据蛭旋测徽器读数规则该

8、金属导线的直径d=O.S70mnieC2）根擔题述电源输出电压恒为E =12V,电压表V,量程为3巧 保护电阻R应该分压gV. S于被测金 属导线qA电阻约所次保护电咀R应选氏=30宀。被测金属导线横截面积A 竺小P段电阻=垮电压表的示数 g%电流表示数o图乙丝4krtI4 S TEG现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：A. 灵敏电流计 G （量程200卩A,内阻为300 Q ）B.电流表 （量程3A,内阻约0.3 Q ）C.电压表Vi （量程3V,内阻约3k Q）D.电压表V2 （量程l5V，内阻约5kQ ）E.滑动变阻器 R （最大阻值为10Q）F.最大阻值为99.99

9、 Q的电阻箱R2以及电源E （电动势4V,内阻可忽略）、电键、导线若干为了提高测量精确度并且使电阻 R两端电压调节范围尽可能大，除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有 .请在下面的方框中画出你设计的电路图【参考答案】（1） 70.15 ; 4.598-4.602 ; （2）X 10；欧姆调零旋钮；ACEF【名师解析】 游S卡尺的固走ajg读数为7*加5游标读数为0.05X3110=0. 15皿 所汉眾壇i戾数为 79iiun+0. LSniiii.蝶旋测徹器的固走刻度读数为可动刻度读数为041X10.Oro. Igi叫所。最冬读数为4.5iJii+0. WOmir

10、iF生 QOOirm . 欧姆表的零刻度在右边，指针偏转角离弟卜说明被测阻值较扎 应换较大档即12档换拦后 应使两表笔短接，重新调节欧娼调零旋钮，使指针指右m膺j由圄丙可汰看出被测阻值约为：1X1戶IKG,器材中给出的电源电动势为忆 为了读数的准确性电压表 选辭量程即G电路中的最大电流为1=4/150沁0.026A，若选3A量程的电流表则指针几乎不偏转，应选择灵敏电流计与定值电阻并联后改装成的电流表，即选择 AF,综上，要选择的器材是： ACEFR滑动变阻器采用分压接法，被测电阻为大电阻，采取电流表内接，故电路图如图：K以控制管，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器V （量程为3V，内阻很大）

11、，电压表 V （量程为R2 （阻值2 kQ），电阻箱R （最大阻值9 999 Q）, 1） /5.（9分）（2016福建质检）国标（GBT）规定自来水在15C时电阻率应大于13 Q m某同学利用图甲电 路测量15C自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门 内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略） 材还有：电源（电动势约为 3 V,内阻可忽略），电压表3 V,内阻很大），定值电阻 R （阻值4 kQ），定值电阻 单刀双掷开关S,导线若干，游标卡尺，刻度尺。实验步骤如下：A.用游标卡尺测量玻璃管的内径 d；B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱

12、长度C.把S拨到1位置，记录电压表 V1示数；D.C D,L和电阻箱阻值R把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表E.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤F.断开S,整理好器材。L；V2示数与电压表 V1示数相同，记录电阻箱的阻值 R;记录每一次水柱长度（1） 测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则（2） 玻璃管内水柱的电阻 RX的表达式为：RX=d=mm（用R、R、R表示）。（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值 R的数据，绘制出如图丙所示的1R-关系图象。自L来水的电阻率P = Q m （保留两位有效数字）。（4）本实验中若电压表 V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将 “偏小

13、”）。【参考答案】（1） 30.00 （2分） （2） R（3） 14 （2 分） （4）偏大（2 分）【命题意图】本题考查测量自来水电阻率实验原理和步骤、误差分析等。（填“偏大” “不变”或【解题思路】（1）根据游标卡尺的读数规则，玻璃管内径0.05miii=30.00min4 k（4）本实验中若电压表 V内阻不是很大，则通过水柱的电流IU U R R1大于测量值，即FX R,得到Ft -RR1 R R即自来水电阻测量偏大，自来水电阻率测量结果将偏大。6.要测量一段阻值大约为 5 Q的均匀金属丝的电阻率，除刻度尺、螺旋测微器、电源 E（电动势为3 V、内阻约为0.5 Q ）、最大阻值为20

14、Q的滑动变阻器 R开关一只、导线若干外，还有电流表和电压表各两只供选择：A（量程1 A、内阻约为1 Q ）、A（量程0.6 A内阻约为2 Q ）、Vi（量程3.0 V、内阻约为1 000 Q ）、 V2（量程15 V、内阻约为3 000 Q ）。3035,S 图13 则金属丝的直径为 ，电压表应选 _图12用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图 12所示，为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选 实验电路已经画出了一部分，如图 13所示，但尚未完整，请将该电路完整地连接好 (R表示待测电阻)。mm若用刻度尺测得金属丝的长度为 L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为 d,电流表的读数为I，电压表的读数为U

15、,则该金属丝的电阻率表达式为 P =【参考答案】(1)0.850 (2)A 2； V1 (3)图见解析 (4)【名师解析】由蝮旋测黴器的读数规则可得，该金属塹的奋诙0.5 iwii+35,0XO.Ol iwii=0.S50 jwitj囲电源的电动势为3眄所以电圧表应选因待测金J1丝的电阻约为5 0所以流过电浇耒的最大电J7 Q瀆约为 片云 =5 A=O.e A,所以电浇表应迭阳。 因为金属丝的电阻约为 5 Q，与电流表 A的内阻相差不多，因此采用电流表内接法误差较大，所以应采 用电流表外接法，电路图如图所示。S(4) R= U, R= P S，S= n (d) 2,以上三式联立可得 p =；耕

16、0。7.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为 5 Q ,用伏安法测出金属丝的电阻d时的刻度如图25所示，用米尺测P = R算出该金属丝R然后由的电阻率。25L_Lh 201.5_/ _图25(1)从图25中可以读出该金属丝的直径 d= mm 为了测量该金属丝的电阻，实验小组取来两节干电池，如图 26所示，将金属丝拉直后两端固定在带有刻度的绝缘底座两端的接线柱上，底座的中间有一个可沿金属丝滑动的金属触头 P,触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与金属丝接触，触头的位置可以从刻度尺上读出。实验采用的电路原理图如图 27所示。请根据该原理图

17、，用笔画线代替导线将实物图 28连接成实验电路。(V) 1：3图26图2728图29(3)闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变用R= U计算出相应的电阻值后作出 L R图线如图29所示。取图线上两个点间数据之差丝直径为d,P的位置，得到几组U I、L的数据, L和 R若金属【参考答案】【名师解析】实物连接图如图所示;则该金属丝的电阻率 P 。2(1)1.700 (2)如图所示 (3) n d4 L(1)由螺旋测微器的读数规则可知该金属丝的直径 d 1.5 mm + 20.0 x 0.01mm= 1.700 mm;由R= P S可得R=pS，又因为R=2R C n d R 。

18、L 4 L在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为 50 cm。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甲所示，其读数应为 mm(该值接近8.多次测量的平均值)。J-甲 用伏安法测金属丝的电阻 R。实验所用器材为：电池组 (电动势3 V，内阻约1 Q)、电流表(内阻约0.1Q )、电压表(内阻约3 k Q )、滑动变阻器R(020 Q,额定电流2 A)、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：次数1234567UV0.100.300.701.001.501.702.30I /A0.0200.06

19、00.1600.2200.3400.4600.520图(填“ a ”或“ b”)。由以上实验数据可知，他们测量 R是采用图乙中的尺T占ab(3)图丙是测量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，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。图中已标出了与测量数据对应的 4个坐标点。图线。由图线得到金属丝的阻值 R= Q(4)这个小组的同学在坐标纸上建立 U I坐标系，如图丁所示, 请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U I (保留两位有效数字)。丁(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻

20、率约为 ( )_2 一 3A. 1X10 Q m B. 1X 10 Q m一 6 一 8C. 1X 10一 Q m D . 1X 10_ Q m(6)多选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是 ( )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，可以消除由测量仪表引起的系统误差D.用U I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【参考答案】(1)0.397(0.395 0.399均正确)(2)a (3)见解析图甲见解析图乙 4.5(4.34.7均

21、正确)(5)C【名师解析J螺施测黴器的读数为0 im+ 39-7X0.01 m=0.397 nin(通过给走的数据发现电压接逅从零幵始，故滑动变阻器采用的S分压式接法，即N图。(3)对滑动变阻器的分压式接法，连线时应使测量电踣在幵始时分到的电压対零J实物S如囲审所示。(4)R= 4.5 Q。甲如图乙所示，图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧。图线 的斜率反映了金属丝的电阻，所以 由 R= , S= n ，取 d = 4X 10 4 m、(6)由于读数引起的误差属于偶然误差，流表和电压表的内阻计算在内，则可以消除系统误差, 次测量取平均值，可以减小偶然误差，L

22、= 0.5 m、R= 4.5 Q，解得 p = 1 X 10 Q m。A错误；由于电流表、电压表内阻引起的误差为系统误差，若将电B错误，C正确；利用U I图象处理数据，相当于多D正确。20 Q。带有刻度尺的木 a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱 c的小P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可9 .禾U用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为 板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱 金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点 供选择的器材还有：电池组 日电动势为3.0 V，内阻约为1 Q ); 电流表(量程0100 mA,内阻约为5 Q );

23、电流表量程00.6 A，内阻约为0.2 Q ); 电阻箱F(0999.930252015开关、导线若干。实验操作步骤如下：A .用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；B.将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；D.将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关，记录电 阻箱的电阻值 F和接入电路的电阻丝长度 L；E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记 录每一次电阻箱的电阻值 R和接入电路的电阻丝长度 L；断开开关，整理好器材。某次测量电阻丝直

24、径 d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则 d=实验中电流表应选择 (填“ Ai”或“A 2”)。图线，图线在R轴的截距为R),在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径式P = (用给定的物理量符号和已知常数表示 )。 本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果 影响(填“有”或“无”)。n d2R)【参考答案】(1)0.732 (2)A1 (3)石肓 (4)无【名师解析】根据蝮施测微器读数规则可得片Q.5 m+0.232 i=0. 732叫q V _由闭合电踣的欣姆定律可知，片2U+于+J& +用之吐)=吊+卫 联立解得E务r-吊-根抿题意电踣中可能出现的最大电流为戶帀=0込故电流表选择詹卩可。得5由已知条件可知,匸缶壽解得讐(4)由门二警可知，本实殓中电流表的内阻对电阻率的测量结果无影响。