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1、2019届高三物理一轮复习 跟踪演练 强化提升 实验八 测定金属的电阻率【基础题组】1.(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作错误的是()A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变【解析】选A、C。实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它的分流作用很小,应采用电流表外接法,故A、C操作错误。2.某同学利用螺旋测微
2、器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图甲所示,测量金属板厚度时的示数如图乙所示。图甲所示读数为_mm,图乙所示读数为_mm,所测金属板的厚度为_mm。 【解析】依据螺旋测微器读数的基本原理,0.5毫米以上的值在主尺上读出,而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米,则图甲读数为0.010mm,图乙读数为6.870mm,故金属板的厚度d=6.870mm-0.010mm=6.860mm。答案:0.010(0.009或0.011也对)6.870(6.869或6.871也对)6.860(6.8586.862) 【能力题组】3.(2017南昌模拟)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
3、材有:被测金属导线ab(电阻约10,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),保护电阻:R1=10,R2=30,R3=200,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:用刻度尺量出导线ab的长度l,用螺旋测微器测出导线的直径d。按如图a所示电路将实验所需器材用导线连接好。闭合开关S,移动接线触片P,测出aP长度x,读出电压表的示数U。描点作出U-x曲线求出金属导线的电阻率。 完成下列填空:导学号42722182(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
4、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=_。(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)【解析】(1)根据螺旋测微器读数规则,该金属导线的直径d=0.5mm+37.00.01mm=0.870mm。(2)根据题述电源输出电压恒为E=12V,电压表V量程为3V,保护电阻R应该分压9V。由于被测金属导线ab,电阻约10,所以保护电阻R应选R2=30。(3)被测金属导线横截面积S=,aP段电阻Rx=。电压表的示数U=IRx。电流I=,=
5、,联立得到:U=。U-x图线的斜率k=,解得:= 。答案:(1)0.870(2)R2(3)4.(2016江苏高考)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10,R随t的升高而增大。实验电路如图所示,控温箱用以调节金属电阻的温度。实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,和电流表的相应示数I1,I2,。然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,。 (1)有以下两种电流表,实验电路中应选用_。A.量程0100mA,内阻约2B.量程00.6A,内阻可忽略
6、(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9调节至10.0,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”,正确的操作顺序是_。将旋钮a由“0”旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表温度t()20.040.060.080.0100.0阻值R()9.610.411.112.112.8请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-t图线。 由图线求得R随t的变化关系为R=_。【解析】(1)电路中最大的电流为I=0.15A,选用B表指针偏转太小,所以选用A表。(2)电阻箱的调节要从大到小,确保电路安全。(3)描点连线画出图线,从图线得到R=0.04
7、t+8.8(0.04t+8.60.04t+9.0)。答案:(1)A(2)或(3)如图 0.04t+8.8(0.04t+8.60.04t+9.0)5.(2016浙江高考)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的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1的电流表。采用分压电路接线,图甲是实物的部分连线图,待测电阻为图乙中的R1,其阻值约为5。导学号42722183 (1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_(选填“a”或“b”)、导线连接_(选填“c”或“d”)。(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为_。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A
8、0.090.190.270.350.440.53(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若测R2的阻值,则最优的连线应选_(填选项)。A.连接a,连接cB.连接a,连接dC.连接b,连接cD.连接b,连接d【解析】(1)内阻约为3k的电压表大约是待测电阻的600倍,待测电阻阻值约为0.1的电流表的50倍,通过比较可知待测电阻是小电阻,所以采用外接法,导线连接a点,题目要求采用分压电路接线,导线连接d点。(2)根据给定的数据画出如图的U-I图象,通过图象得R2=4.5 (3)如图R1的沿电流方向的长度是R2长度的10倍,R1的横截面积是R2横截面
9、积的10倍,由电阻定律R=可知导体R1和R2的电阻相同,则最优的连线应选B。答案:(1)ad(2)4.5(3)B6.测量铅笔芯的电阻率,取一支4B铅笔,去掉两端笔芯外木质部分,不损伤笔芯,如图所示安放在接线支座上。(1)用刻度尺量得笔芯长度L=20.0cm,螺旋测微器测量笔芯的直径如图,则笔芯的直径为d=_mm。 (2)若待测电阻约为几欧姆,乙同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻A.待测笔芯B.电流表(00.6A,03A,内阻分别约1,0.5)C.电压表(03V,015V,内阻分别约6k,30k)D.滑动变阻器(010)E.电源(3V)F.开关、导线若干请根据实验要求在图中用笔画线代替导
10、线(只配有两根导线)完成实物电路连接。 (3)实验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图所示,则电压表读数U=_V,电流表读数I=_A,计算得到铅笔芯电阻R=_(电阻计算结果保留两位有效数字)。 【解析】(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为1mm+20.00.010mm=1.200mm。(2)由题意可知,待测电阻阻值很小,约为几欧姆,小于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器可以采用限流接法,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,实物电路图如图所示: (3)由电路图可知,电压表量程是3V,由图示电压表可知,其分度值为0.1V,示数为1.80V,电流表量程为0.6A,分度值为0.02A,示数为0.36A,待测电阻阻值R=5.0。答案:(1)1.200(2)实物电路图见解析(3)1.800.365.0
