测定金属的电阻率(同时练习使用千分尺)

高中物理实验
实验练习题1．用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图，各器材规格为：⑴待测电阻R X （约100Ω）
⑵直流毫安表（量程0-10mA ，内阻50Ω）⑶直流电压表（量程0-3V ，内阻5kΩ）⑷直流电源（输出电压3V，内阻可不计）⑸滑动变阻器（0-15Ω，允许最大电流1A）⑹电键一只，导线若干。

根据器材的规格和实验要求，在下面方框中画出实验电路图，并在实物图上用笔
画线当导线连接成实验电路
2．在测定金属的电阻率的实验中，金属导线长约0.8m，直径小于1mm，电阻在5Ω左右。

实验主要步骤如下：
⑴用 _____ 测量金属导线的长度，测 3 次，求出平均值L；
⑵在金属导线的 3 个不同位置上用_____________ 测量直径，求出平均值d；
⑶用伏安法测量金属导线的电阻R。

在方框中画出实验电路图，并试把右图中所给的器材连接成测量R 的合适
的线路。

图中安培计要求用0-0.6A 量程，内阻约1Ω；伏特计要求用0-3V 量程，内阻约几kΩ；电源电动势为6V ；滑动变阻器阻值0-20Ω。

在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。

根据以上测量值，得到该金属电阻率的表达式为ρ= 。

4. 在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测量电阻 为了完成整 个实验，除你在电路中已画出的器材外， 仪器测量哪些量？
答案： _______________________________ ；_
计算电阻率 ρ的公式是 ρ= ________ . 5. 有一待测的电阻器 R X ，其阻值约在 40~50Ω之间。

实验室准备用来测量该电阻 值的实验器材有：
电压表 V （量程 0~10V ，内电阻 20k Ω） 电流表 A 1（量程 0~50mA ，内电阻约 20Ω） 电流表 A 2（量程 0~300mA ，内电阻约 4Ω） 滑动变阻器 R 1
（最大阻值为 20Ω，额定电流为 IA ）； 滑动变阻器 R 2（最大阻值为
300Ω ，电流为 0.1A ）； 直流电源 E （电动势为 9V ，内电阻约为
0.5Ω）； 电键： 导线若干。

实验要求电表读数从零开始变化， 并多测出几组电流、 电压值。

为了实验
能 政党进行并减少实验误差，还要求滑动变阻器便于调节。

① ___________________ 电流表应选用 ；（填写器材的代号）
② ______________________ 滑动变阻器应选用 ；（填写器材的代号）
③ 请在广柑内画出实验电路图。

6. 待测电阻 R x ，阻值约为 25k Ω ，在测其阻值时，备有下列器材：
A. 电流表（量程 100μA ，内阻 2k Ω）
B. 电流表（量程 500Μa, 内阻
300Ω ）
C. 电压表（量程 10V ，内阻 100k Ω）
D. 电压表（量程 50V ，内阻 500k Ω）
E. 直流稳压电源（ 15V ，允许最大电流
将实验电路图画在方框
中， 还需要用哪些仪器？用这些
3V 档读数：安培表读数： ______ ；伏特表读数： _________
3A. 15v 档读数：安培表读数： _______ ；伏特表读数： __________
3．
练 习
读 书
0.6A.
F. 滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）
G. 电键和导线若干。

①_____________________ 电流表应选_____________ ，电压表
应选 _______________________ 。

②在虚线框中画出测量电阻R x 阻值的电路图。

③根据电路图，用实线代替导线将下列实物接成实验电路。

7. 电阻的测量
用以下器材测量一待测电阻R X 的阻值（约100Ω）电源E，电动势约为
6.0V，内阻可忽略不计；电流表A1，量程
0~50mA，内电阻r1=20Ω；电流表A2，量程
0~300mA，内电阻r1=4Ω定值电阻R0，阻值
R0=20Ω；滑动变阻器R，最大阻值为10Ω；单
刀单掷开关S，导线若干。

①要求测量中尽量减小误差，并测多组数据。

试在
虚线框中画出测量电阻
R X 的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。

②根据你所画的电路原理图，将所示的实物连成实验电路。

③________________________________ 若次测量中电流表 A 1的示数为
I1，电流表A2 的示数为I2。

则由已知量和测量量计算R X 的表达式为R X = _____________________________________ 。

8．实验室在测定金属电阻率的实验中，提供的器材除多用表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外，还有：
A ．粗细均匀的待测金属丝R X
B．直流电流表A （0～0.6A，内阻为0.5 ；0～3A，内阻为0.1 ）
C．直流电压表V （0～3V ，内阻为5k ；0～15V ，内阻为25k ）
D．滑动变阻器R（0～20 ，1A ）
E．电源（3V，内阻不计）
乙
甲
（1）为了选择比较合适的测量方法，以便提高测量精度，先用多用表的欧
姆挡粗略测量待测金属丝的电阻。

现将多用表的选择开关置于“×1”挡，按正确的步骤进行操作，表盘示数如图甲所示，则电阻R X 的粗略值为（2）实验时，先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径，如图乙所
示是某次测量时的情况，读数为 mm 。

（3）若要求在实验中金属丝两端的电压从 0 开始变化，测量金属丝电阻的
误差尽量小，请在下面的虚线框中设计出符合要求的电路图。

（4）请你根据设计的实验电路图，以笔画线代替导线，连接好实物电路
（注意：电表量程的选择要符合测量精度要求）
10. 在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度
l ， 用螺旋测微器测出金属丝的直径 d ，用电流表和电压表测出金属丝的电阻 R. （1）请写出测金属丝电阻率的表达式： ρ
= 母表示） （2）若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如 图所示，则金属丝长度的测量值为
d=
(3) 用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响， 不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差 . 按如图所示的电 路进行测量，可以消除由于电表内阻造成的系统误差 . 利用该电路进行实验的主 要操作过程是：
9.在 金属 率” 中， 表测 丝两 压 流表测得通过金属丝中的 图 3－96（1）、（ 2）、 ｄ＝
ｍｍ．
测 电 实 电 金 的 定 阻 验
压 属 电
Ｕ，用电 电流 I ，用螺旋测微器测得金属的直径ｄ，
测得数据如 （ 3 ）所示．请从图中读出Ｕ＝ Ｖ，Ｉ＝
Ａ，
.（用上述测量的字 cm ，金属丝直径的测量值为
mm. 的 的 用 得 端
第一步：先将R2的滑动头调至最左端，单刀双掷开关S2向 1 闭合，闭合电键
S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I 1.
第二步：保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2向 2 闭合，
读出此时电压表和电流表的示数U2、I 2. 请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式为____________ .
11、在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度l=0. 810 m．金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
(1) 从图中读出金属丝的直径为mm.
(2) 在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小；
B.电流表A1：量程0～0.6 A，内阻0. 125Ω;
C．电流表A2：量程0～3. 0 A，内阻0. 025Ω;
D．电压表V ：量程0～3 V ，内阻3 kΩ;
E.滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
F.滑动变阻器R2：最大阻值50Ω;
G．开关、导线等．
在可供选择的器材中，应该选用的电流表是，应该选用的滑动变阻器
(3) 根据所选的器材，在如图所示的方框中画出实验电路图．
(4) 若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R x=4. 1Ω，则这种金属材料的电阻率为Ω· m.(保留二位有效数字)
12、一个标有“ 12 V”字样，功率未知的灯泡，测得灯
丝电阻R 随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用
这条图线计算：
(1) 在正常发光情况下，灯泡的电功率P= W.
(2) 假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温有300 K，
在正常发光情况下，灯丝的温度为K.
(3) 若一定值电阻与灯泡串联，接在20 V 的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为Ω.
13、有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2 N，长约为30 cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为，密度为
0．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A．毫米刻度尺
F．滑动变阻器( 2 kΩ,0. 5 A)
G．滑动变阻器( 10 kΩ,2 A)
H．蓄电池( 6 V,0.05Ω)
I．开关一个，带夹子的导线若千．
(1) 除待测金属管线外，还应选用的器材有(只填代
号字母)．
(2) 在图中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．
(3) 实验中要测量的物理量有：，计算金属管线内部空间截面积S0 的
表达式为S0=。

14. 在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l ，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R x．
B．螺旋测微器
C．电流表( 600 mA,1. 0Ω )
D．电流表( 3 A,0. 1Ω )
E．电压表( 3 V,6 kΩ)
图5—38 图5—39
（1）请写出测金属丝电阻率的表达式：＝__________________ （用上述测
量量的字母表示）．
（2）若实验中测量：金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数
分别如图5—38 所示，则金属丝长度的测量值为l ＝ _______________ cm ，金属丝直径的测量值为d= ________________ mm．
（3）用电流表和电压表测金属丝的电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差．按如图5—39 所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差．利用该电路进行
实验的主要操作过程是:
第一步：先将R2的滑动头调到最左端,单刀双掷开关S2向1闭合，闭合电键S1，调节变阻器R1 和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些（不超过量程），读出此时电压表和电流表的示数U1、I1．
第二步：保持两滑动变阻器的滑动头位置不变，将单刀双掷开关S2 向 2 闭合，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2．
请写出由以上记录数据计算被测电阻R x 的表达式R x= _______________ ．
答案：
1. 外接法，分压
2
2. ⑴米尺；⑵螺旋测微器；⑶外接法，限流或分压都可以， d R
4L
3. 0.45 2.20 2.25 11.0
4. 实验电路图如图，变阻器接成分压电路和电流表“内接”的都同样给分）（电路图中有任何错误都不给分）. 用螺旋测微测量金属丝的直径d，用米尺测金属丝的长度l，
Ud
4Il
，式中U 是电压表测得的电压值，I是电流表测得的电流值
5. ①A2（2 分）；② R1；（2 分）；③如图所示
6. ① B, C ②图略，分压电路，○A 表内接
③
7. ①以上两种答案②略
③R X=I2（R0+r2）-r1或
R X=I2 I1R0-r1
I I
图略
8. 15．（1）6.0Ω；（2）0.700；
法。

图略
9. 1.74 Ｖ0.452 Ａ1.834 ｍｍ
3）滑动变阻器分压接法，电流表外接10. (1) (2)36.48 —36.52 0.796 —0.798
(3)R x= -
11.(1)0.520±0.002 (2) A1 R1 (3)实验电路如图所示-6
(4)(1.1±0.1) × 10-6
12.(1)24 (2)1 800 (3)4
13.（1）ABCEGHI 数U 、电流表示数
I 如图所示（3）横截面边
长
a、管线长度l、电压表示S0 a2Il。