2019年高考物理一轮复习第8章恒定电流实验8测定金属的电阻率习题新人教版

第八章实验八测定金属的电阻率

1．(2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA，内阻大约为2500Ω)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20Ω，另一个阻值为2000Ω)；电阻箱R z(最大阻值为99999.9Ω)；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：

①R1的阻值为__20__Ω(填“20”或“2000”)。

②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__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。

③将电阻箱R z的阻值置于2500.0Ω，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”。)

④将电阻箱R z和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R z的阻值置于2601.0Ω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__Ω(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R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程__。

答案：(1)连线如图

[解析] (1)略。

(2)R 1起分压作用，应选用最大阻值较小的滑动变阻器，即R 1的电阻为20Ω，为了保护微安表，闭合开关前，滑动变阻器R 1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S 2前后微安表的示数不变，说明闭合后S 2中没有电流通过，B 、D 两点电势相等；将电阻箱R 1和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R 2的阻值置于2601.0Ω时，在接通S 2前后，微安表的示数也保持不变。说明2 500.0ΩR μA ＝R μA

2 601.0Ω

，解得

R μA ＝2 550Ω。

(3)要提高测量微安表内阻的精度，可调节R 1上的分压，尽可能使微安表接近满量程。 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 Ω的电压表和量程为0.6A 、内阻约为0.1Ω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R 1，其阻值约为5Ω。导学号 21992560

(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接__a __(填a 或b )、导线②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R 1的阻值为__4.5(4.4～4.7)__Ω。

(3)212R 1

的1

10

，若测R 2的阻值，则最优的连线应选__B__(填选项)。 A ．①连接a ，②连接c B ．①连接a ，②连接d C ．①连接b ，②连接c D ．①连接b ，②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R 1的阻值，故电流表应外接，导线①连接a ，因题述要求采用分压电路接线，故导线②连接d 。

(2)由实验数据用作图法求得R 1的阻值为

R 1＝

2.40－0.40

0.53－0.09

Ω＝4.5Ω。

(3)根据电阻定律R ＝ρl S

，由题给条件知R 2＝R 1＝4.5Ω，因电压表的内阻仍远大于电阻

R 2的阻值，测电阻R 2阻值的最优连接方式应是导线①连接a ，导线②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ρ。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R 0＝3.00Ω。

①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至__左__端(填“左”“右”或“中间位置”)。 ②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)。

③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0～3V)的示数如图丙所示，其读数为__2.40__V 。由以上数据可求得ρ＝__1.8×10－8

__Ω·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d ＝1mm ＋13.0×0.01mm＝1.130mm 。

(2)①由题图乙所示电路图可知，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；

②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；③电压表量程范围0～3V ，由题图丙所示电压表可知，其分度值为

0.1V ，其示数U ＝2.40V ；待测铜导线的阻值为R ＝U I －R 0＝2.400.500Ω－3.00Ω＝1.8Ω；由电阻

定律可得R ＝ρL

S

＝ρ

L π

d

2

2

，故铜导线的电阻率ρ＝πRd

24L ＝

－32

4×100

Ω·m≈1.8×10－8

Ω·m。

4．(2017·福建厦门质检)一根均匀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5Ω，这种金属的电阻率为ρ，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0～0.6A ，内阻约0.05Ω B ．电流表0～3A ，内阻约0.01Ω C ．电压表0～3V ，内阻约10k Ω D ．电压表0～15V ，内阻约50k Ω