高考實(shí)驗(yàn)專題：測(cè)量導(dǎo)體的電阻率---解析版(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) 測(cè)導(dǎo)體的電阻率-解析版 1.（2017 遼寧重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體 5 月模擬）某同學(xué)用圖甲所示電路測(cè)量一段金屬絲的電阻率，待測(cè)金屬絲粗細(xì)均勻，阻值約為 100。備選器材如下： A量程為 5mA、內(nèi)阻r1=50的電流表 B量程為 0.6A、內(nèi)阻r2=0.2的電流表 C量程為 6V、內(nèi)阻r3約為 15k的電壓表 D最大阻值為 15、最大允許電流為 2A 的滑動(dòng)變阻器 E定值電阻R1=5 F定值電阻R2=500 G電動(dòng)勢(shì) E=6V、內(nèi)阻很小的直流電源 H開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 I螺旋測(cè)微器，刻度尺 （1）該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)量待測(cè)金屬絲的直徑如圖乙所示，則螺旋測(cè)微

2、器的示數(shù)D= mm。 （2）為了能盡可能精確地測(cè)量該金屬絲的電阻率，電流表應(yīng)選用 （填“A”或“B”），定值電阻應(yīng)選用 （填“E”或“F”）。 (3)電壓表的示數(shù)記為 U，所選用電流表的示數(shù)記為 I，則該金屬絲的電阻的表達(dá)式 Rx= ；若用刻度尺測(cè)得待測(cè)電阻絲的長(zhǎng)度為 L，則其電阻率的表達(dá)式為= （表達(dá)式中所用到的阻值必須用對(duì)應(yīng)的電阻符號(hào)表示，不得直接用數(shù)值表示） 【參考答案】（1）5.898（3 分），（2）.A E（2 分）， (3).1111R UIrI rR（2 分），211114D R UIrLI rR （2 分） 【名師解析】 （1）根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則，金屬絲直徑 D=5.5m

3、m+0.398mm=5.898mm。 2 （12 分） （2016 安徽合肥一模）為了精密測(cè)量一金屬絲的電阻率： 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) （1） （6 分）如圖甲所示，先用多用表1擋粗測(cè)其電阻為 ，然后用螺旋測(cè)微器測(cè)其直徑為 mm，游標(biāo)卡尺測(cè)其長(zhǎng)度為 cm。 （2） （6 分）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，需進(jìn)一步測(cè)其電阻，除待測(cè)金屬絲外，實(shí)驗(yàn)室還備有的實(shí)驗(yàn)器材如下： A電壓表 V(量程 3V，內(nèi)阻約為 15k；量程 l5V，內(nèi)阻約為 75 k) B電流表 A(量程 0.6A，內(nèi)阻約為 1；量程 3A，內(nèi)阻約為 0.2 ) C滑動(dòng)變阻器 R1(05，0.6 A) D滑動(dòng)變阻器 R2(

4、02000，0.1 A) E1.5V 的干電池兩節(jié)，內(nèi)阻不計(jì) F電阻箱 G開關(guān) S，導(dǎo)線若干 為了測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，則上述器材中的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用（填“R1”或“R2”） 。 請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)設(shè)計(jì)最合理的電路圖并完成實(shí)物圖乙的連線。 【參考答案】 （1） （6 分）8（2 分） 2.095mm（2 分）5.015cm（2 分） （2） （6 分）R1。 【命題意圖】本題考查多用電表讀數(shù)、螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺讀數(shù)、電阻率測(cè)量學(xué)生實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、實(shí)物圖連接、器材選擇等。 圖甲 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) 電路圖如圖。實(shí)物圖乙的連線如圖。 3.（9 分）(2016 江西南昌市一模)某學(xué)生用

5、如圖 a 所示電路測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻率，可供使用的器材有： 被測(cè)金屬導(dǎo)線 ab，電阻約 10,，導(dǎo)線允許流過的最大電流 0.8A，穩(wěn)恒電源 E，電源輸出電壓 恒為 E =12V，電壓表 V，量程為 3V，內(nèi)阻約 5k，保護(hù)電阻：R1=l0，R2=30，R3= 200?？潭瘸?、螺旋測(cè)微器，開關(guān) S，導(dǎo)線若干等。 實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟如下： 用刻度尺量出導(dǎo)線 ab 的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出導(dǎo)線的直徑 d。 按如圖 a 所示電路將實(shí)驗(yàn)所需器材用導(dǎo)線連接好。 閉合開關(guān) S，移動(dòng)接線觸片 P，測(cè)出 aP 長(zhǎng)度 x，讀出電壓表的示數(shù) U。 描點(diǎn)作出 U-x 曲線求出金屬導(dǎo)線的電阻率 。 完成下列填空： (1)

6、用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑 d，其示數(shù)如圖 b 所示，該金屬導(dǎo)線的直徑 d=_mm. (2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)既要保證安全，又要測(cè)量誤差較小，保護(hù)電阻 R 應(yīng)選_ ， (3)根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)出的 ap 長(zhǎng)度 x 和對(duì)應(yīng)每次實(shí)驗(yàn)讀出的電壓表的示數(shù) u 給出的 u-x 圖線如圖 c 所示， 其中圖線的斜率為 k，則金屬導(dǎo)線的電阻率 = 。 （用實(shí)驗(yàn)器材中給出的物理量字母和實(shí)驗(yàn)步驟中測(cè)出的物理量字母表示） 【參考答案】 （1）0.870 （2） R2 （3） 224kRdEkl 【命題意圖】本題考查螺旋測(cè)微器測(cè)量讀數(shù)、測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻率實(shí)驗(yàn)原理和步驟、數(shù)據(jù)處理及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上

7、專心-專注-專業(yè) 4. （10 分） （2016 黑龍江牡丹江模擬） 某同學(xué)要測(cè)量額定電壓為 3V 的某圓柱體電阻 R 的電阻率 （1） （2 分）用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量其長(zhǎng)度和直徑，如圖所示，則其長(zhǎng)度 L=_mm，直徑d=_mm （2） （8 分）該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測(cè)其電阻他將紅黑表筆分別插入“+”、“-”插孔中，將選擇開關(guān)置于“l(fā)”檔位置，然后將紅、黑表筆短接調(diào)零，此后測(cè)阻值時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較小，如圖甲所示試問： 為減小讀數(shù)誤差，該同學(xué)應(yīng)將選擇開關(guān)置于“_”檔位置 再將紅、黑表筆短接，此時(shí)發(fā)現(xiàn)指針并未指到右邊的“0”處，如圖乙所示，那么他該調(diào)節(jié)_直至指針指在“0

8、”處再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果看到指針指在如圖丙所示位置 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) 現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材： A靈敏電流計(jì) G（量程 200A，內(nèi)阻為 300） B電流表（量程 3A，內(nèi)阻約 0.3） C電壓表 V1（量程 3V，內(nèi)阻約 3k） D電壓表 V2（量程 l5V，內(nèi)阻約 5k） E滑動(dòng)變阻器 R1（最大阻值為 10） F最大阻值為 99.99 的電阻箱 R2 以及電源 E（電動(dòng)勢(shì) 4V，內(nèi)阻可忽略） 、電鍵、導(dǎo)線若干 為了提高測(cè)量精確度并且使電阻 R 兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大，除電源、電鍵、導(dǎo)線以外還應(yīng)選擇的最恰當(dāng)器材（只需填器材前面的字母

9、）有_請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵瞿阍O(shè)計(jì)的電路圖 【參考答案】 （1）70.15；4.598-4.602； （2）10；歐姆調(diào)零旋鈕；ACEF 電路中的最大電流為 I=4/1500.026A，若選 3A 量程的電流表則指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，應(yīng)選擇靈敏電流計(jì)與定值電阻并聯(lián)后改裝成的電流表，即選擇 AF， 綜上，要選擇的器材是：ACEF； 滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，被測(cè)電阻為大電阻，采取電流表內(nèi)接，故電路圖如圖： 5.（9 分）(2016 福建質(zhì)檢)國(guó)標(biāo)（GB/ /T）規(guī)定自來水在 15時(shí)電阻率應(yīng)大于 13 m。某同學(xué)利用圖甲電路測(cè)量 15自來水的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門

10、K 以控制管內(nèi)自來水的水量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞（活塞電阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材還有：電源（電動(dòng)勢(shì)約為 3 V，內(nèi)阻可忽略），電壓表 V1（量程為 3 V，內(nèi)阻很大），電壓表 V2（量程為3 V，內(nèi)阻很大），定值電阻R1（阻值 4 k），定值電阻R2（阻值 2 k），電阻箱R（最大阻值 9 999 ），單刀雙擲開關(guān) S，導(dǎo)線若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) A用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d； B向玻璃管內(nèi)注滿自來水，并用刻度尺測(cè)量水柱長(zhǎng)度L； C把 S 撥到 1 位置，記錄電壓表 V1示數(shù)； D把 S 撥到 2 位

11、置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表 V2示數(shù)與電壓表 V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R； E改變玻璃管內(nèi)水柱長(zhǎng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟 C、D，記錄每一次水柱長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R； F斷開 S，整理好器材。 （1）測(cè)玻璃管內(nèi)徑d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙，則d= mm。 （2）玻璃管內(nèi)水柱的電阻Rx的表達(dá)式為： Rx= （用R1、R2、R表示）。 （3）利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的RL1關(guān)系圖象。自 來水的電阻率= m（保留兩位有效數(shù)字）。 （4）本實(shí)驗(yàn)中若電壓表 V1內(nèi)阻不是很大，則自來水電阻率測(cè)量結(jié)果將 （填“偏大” “不變”或“偏小” ） 。 【參考答案】（1）30

12、.00（2 分） （2）RRRRx21（3 分） （3）14（2 分） （4）偏大（2 分） 【命題意圖】本題考查測(cè)量自來水電阻率實(shí)驗(yàn)原理和步驟、誤差分析等。 （3） 由電阻定律Rx =L/S，Rx =12R RR聯(lián)立解得：R=12R R SL1。 RL1關(guān)系圖象斜率 k=0.4 m， k=12R R S，S=24d ，解得：=12R R Sk=14m。 （4） 本實(shí)驗(yàn)中若電壓表 V1內(nèi)阻不是很大， 則通過水柱的電流I1大于測(cè)量值， 即1URRx URR2,得到Rx 12R RR，即自來水電阻測(cè)量偏大，自來水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大。 6.要測(cè)量一段阻值大約為 5 的均勻金屬絲的電阻率，除刻度尺、

13、螺旋測(cè)微器、電源E(電動(dòng)勢(shì)為 3 V、內(nèi)阻約為 0.5 )、最大阻值為 20 的滑動(dòng)變阻器R、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干外，還有電流表和電壓表各兩只精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) 供選擇：A1(量程 1 A、內(nèi)阻約為 1 )、A2(量程 0.6 A、內(nèi)阻約為 2 )、V1(量程 3.0 V、內(nèi)阻約為 1 000 )、V2(量程 15 V、內(nèi)阻約為 3 000 )。 圖 12 圖 13 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，如圖 12 所示，則金屬絲的直徑為_mm。 (2)為了使測(cè)量有盡可能高的精度，電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_。 (3)實(shí)驗(yàn)電路已經(jīng)畫出了一部分，如圖 13 所示，但尚未完整，

14、請(qǐng)將該電路完整地連接好(Rx表示待測(cè)電阻)。 (4)若用刻度尺測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑為d，電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，則該金屬絲的電阻率表達(dá)式為_。 【參考答案】(1)0.850 (2)A2；V1 (3)圖見解析 (4)Ud24LI (3)因?yàn)榻饘俳z的電阻約為 5 ，與電流表 A2的內(nèi)阻相差不多，因此采用電流表內(nèi)接法誤差較大，所以應(yīng)采用電流表外接法，電路圖如圖所示。 (4)RUI，RLS，S(d2)2，以上三式聯(lián)立可得Ud24LI。 7.在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑d時(shí)的刻度如圖 25 所示，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的

15、電阻大約為 5 ，用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后由RSL算出該金屬絲的電阻率。 圖 25 (1)從圖 25 中可以讀出該金屬絲的直徑d_mm。 (2)為了測(cè)量該金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)小組取來兩節(jié)干電池，如圖 26 所示，將金屬絲拉直后兩端固定在帶有刻度的絕緣底座兩端的接線柱上，底座的中間有一個(gè)可沿金屬絲滑動(dòng)的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時(shí)，觸頭才與金屬絲接觸，觸頭的位置可以從刻度尺上讀出。實(shí)驗(yàn)采用的電路原理圖如圖 27 所示。請(qǐng)根據(jù)該原理圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖 28 連接成實(shí)驗(yàn)電路。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) 圖 26 圖 27 圖 28 圖 29 (3)閉合

16、開關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次改變P的位置，得到幾組U、I、L的數(shù)據(jù)，用RUI計(jì)算出相應(yīng)的電阻值后作出LR圖線如圖 29 所示。取圖線上兩個(gè)點(diǎn)間數(shù)據(jù)之差 L和 R，若金屬絲直徑為d，則該金屬絲的電阻率_。 【參考答案】(1)1.700 (2)如圖所示 (3)d2R4L 【名師解析】(1)由螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知該金屬絲的直徑d1.5 mm20.00.01 mm1.700 mm； (2)實(shí)物連接圖如圖所示； (3)由RLS可得LRS，又因?yàn)長(zhǎng)RLR，所以有LRS，所以有RLSd2R4L。 8在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為

17、50 cm。 (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)應(yīng)為_ mm(該值接近多次測(cè)量的平均值)。 甲 (2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì) 3 V，內(nèi)阻約 1 )、電流表(內(nèi)阻約 0.1 )、電壓表(內(nèi)阻約 3 k)、滑動(dòng)變阻器R(020 ，額定電流 2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下： 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0

18、.520 由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖乙中的_圖(填“a”或“b”)。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) (3)圖丙是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。 丙 (4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系， 如圖丁所示， 圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的 4 個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第 2、 4、 6 次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)， 并描繪出UI圖線。 由圖線得到金屬絲的阻值Rx_ (保留兩位有效數(shù)字)。 丁 (5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出

19、金屬絲電阻率約為( ) A1102 m B1103 m C1106 m D1108 m (6)多選任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。 本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。 下列關(guān)于誤差的說法中正確的是( ) A用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差 B由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差 C若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差 D用UI圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差 【參考答案】(1)0.397(0.3950.399 均正確) (2)a (3)見解析圖甲 (4)見解析圖乙 4.5(4.34.7 均正確) (5)C (4)如圖乙所示，圖線應(yīng)過原

20、點(diǎn)，且使大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，所以Rx4.5 。 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 專心-專注-專業(yè) 甲 乙 (5)由RLS，Sd22，取d4104 m、L0.5 m、R4.5 ，解得1106 m。 (6)由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，A 錯(cuò)誤；由于電流表、電壓表內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差，若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，則可以消除系統(tǒng)誤差，B 錯(cuò)誤，C 正確；利用UI圖象處理數(shù)據(jù)，相當(dāng)于多次測(cè)量取平均值，可以減小偶然誤差，D 正確。 9利用如圖甲所示的電路測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為 20 。帶有刻度尺的木板上有a和b兩個(gè)接線柱，把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上。在電阻絲上夾上一個(gè)帶有接線柱c的小金屬夾，