高二物理《測(cè)定金屬的電阻率》

1、,【例1】（2009廣東高考）某實(shí)驗(yàn) 小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一 種金屬絲的電阻率,所用器材包括: 輸出電壓為3 V的直流穩(wěn)壓電源、 電流表、待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器（千分尺）、米尺、電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等. （1）他們截取了一段金屬絲，拉直后固定在絕緣的米尺上，并在金屬絲上夾一個(gè)小金屬夾，金屬夾可在金屬絲上移動(dòng).請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并連接電路實(shí)物圖（如圖實(shí)七-6甲）.,(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下： 正確連接電路，設(shè)定電阻箱的阻值，開(kāi)啟電源，合上開(kāi)關(guān)； 讀出電流表的示數(shù)，記錄金屬夾的位置； 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，_，合上開(kāi)關(guān)，重復(fù)的操作 （3）該小組測(cè)得電流與金屬絲接入長(zhǎng)度關(guān)系的數(shù)據(jù)，并據(jù)此繪出了

2、圖乙的關(guān)系圖線，其斜率為_(kāi)A-1m-1（保留三位有效數(shù)字）；圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表了_的電阻之和,（4）他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖丙所示.金屬絲的直徑是_.圖乙中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是_，其數(shù)值和單位為_(kāi)（保留三位有效數(shù)字）.,【標(biāo)準(zhǔn)解答】本題考查學(xué)生對(duì)測(cè)定電阻率實(shí)驗(yàn)的了解和基本儀器的使用，考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和實(shí)驗(yàn)誤差的理解，考查分析能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力. （1）實(shí)物圖連接如圖,答案：,【例2】（2009江蘇高考）有一根圓臺(tái)狀勻質(zhì)合金棒如圖實(shí)七-7甲所示，某同學(xué)猜測(cè)其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長(zhǎng)度L和兩底面直徑d、

3、D有關(guān).他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：,（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量合金棒的兩底面直徑d、D和長(zhǎng)度L.圖乙中游標(biāo)卡尺（游標(biāo)尺上有20個(gè)等分刻度）的讀數(shù)L=_cm. （2）測(cè)量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖丙所示（相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出）.該合金棒的電阻約為幾歐姆.圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是_.（用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示）,（3）電路改正后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得合金棒的電阻R= 6.72 .根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為、長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑 分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd=13.3 、 RD=3.38 .他發(fā)現(xiàn)：在誤差允許范圍內(nèi)，電阻R滿足 R2=RdRD，由此推斷該圓臺(tái)狀合金棒的電阻R=_.（用、L、d、D表示）,【標(biāo)準(zhǔn)

4、解答】本題源于課本中測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻率，考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù),電路圖的連接，測(cè)電阻，意在考查考生對(duì)基本儀器、基本電路的掌握情況，同時(shí)題目又大膽創(chuàng)新，將圓柱體變化為圓臺(tái)狀導(dǎo)體，有效考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的遷移能力. （1）主尺讀數(shù)為9.9 cm=99 mm;游標(biāo)尺讀數(shù)為 80.05 mm=0.40 mm. 故讀數(shù)L=99 mm+0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm.,答案：,1.(2009海南高考)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一薄的金屬圓片的直徑和厚度，讀出圖實(shí)七-8中的示數(shù)，該金屬圓片的直徑的測(cè)量值為_(kāi)cm，厚度的測(cè)量值為_(kāi)mm.,【解析】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為:12 mm+80.0

5、5 mm= 12.40 mm=1.240 cm 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為:1.5 mm+18.20.01 mm= 1.682 mm. 答案:1.240 1.682或1.683,2.（2010天津模擬）某小組 的兩位同學(xué)采用“伏安法”測(cè) 金屬絲的電阻實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)同 一組數(shù)據(jù)進(jìn)行正確描點(diǎn)后，甲、 乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各 作出一條圖線，如圖實(shí)七-9 甲、乙所示，根據(jù)你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，你認(rèn)為同學(xué)_的圖線正確，根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為 _.（保留兩位有效數(shù)字）,【解析】當(dāng)金屬絲兩端電壓為零時(shí)，通過(guò)的電流也為零，因此圖線必過(guò)原點(diǎn)，故甲同學(xué)的圖線正確；在甲同學(xué)畫(huà)的圖線上距原點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方取一個(gè)點(diǎn)，其坐

6、標(biāo)值為（0.4 A,1.52 V），故金屬絲電阻為： 答案：甲 3.8,3.在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻不計(jì)的干電池，被測(cè)金屬絲的直徑小于1 mm，長(zhǎng)度約為80 cm，阻值約為3 .使用的電壓表有3 V(內(nèi)阻約為3 k)和15 V（內(nèi)阻約為15 k）兩個(gè)量程，電流表有0.6 A（內(nèi)阻約為0.1 ）和3 A（內(nèi)阻約為0.02 ）兩個(gè)量程；供限流用的滑動(dòng)變阻器有最大阻值分別為 10 、100 、1 500 的三種，可供選擇的實(shí)驗(yàn)電路有如圖實(shí)七-10甲、乙所示的兩種.用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖丙所示，則：,（1）螺旋測(cè)微器的示數(shù)是_ mm. （2）為減小電阻的測(cè)量誤差，應(yīng)選

7、用_圖所示的電路. （3）為在測(cè)量中便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選用最大阻值為_(kāi)的滑動(dòng)變阻器. （4）電壓表的量程應(yīng)選用_V. （5）電流表的量程應(yīng)選用_A.,【解析】(1)固定尺上的讀數(shù)為2 mm，可動(dòng)尺上的讀為 所以螺旋測(cè)微器的示數(shù)為 2.0 mm+0.250(0.001) mm=2.250(0.001) mm. (2)由于金屬絲的電阻小，所以應(yīng)采用電流表外接法，即選用乙圖所示電路. (3)由于實(shí)驗(yàn)所用電源是一節(jié)干電池，其電動(dòng)勢(shì)E= 1.5 V，所以用最大阻值為10 的滑動(dòng)變阻器做限流電阻，才能使電路中的電流有明顯變化時(shí)操作方便.,(4)加在電壓表兩端的電壓不超過(guò)1.5 V，所以電壓表的量程應(yīng)選用3 V.

8、 (5)當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為零時(shí)，電路中的電流最大， 所以電流表的量程應(yīng)選用0.6 A. 答案:(1)2.250(0.001) (2)乙 (3)10 (4)3 (5)0.6,4.某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí)，電阻與截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：,(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一導(dǎo)線的直徑如圖實(shí)七11所示,讀得直徑d=_mm. (2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù)：,請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不滿足，請(qǐng)寫(xiě)出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系. (3)若導(dǎo)線的電阻率=5.110-7 m，則表中阻值

9、為3.1 的導(dǎo)線長(zhǎng)度l=_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).,【解析】,答案：,5.用伏安法測(cè)量電阻阻值R，并求出電阻率. 給定電壓表（內(nèi)阻約為50 k）、電流表（內(nèi)阻約為 40 ）、滑動(dòng)變阻器（總電阻為20 ）、電源、電鍵、待測(cè)電阻（約為250 ）及導(dǎo)線若干. （1）畫(huà)出測(cè)量R的電路圖（要求能盡量減小測(cè)量誤差）. （2）圖實(shí)七-12中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I，電壓U的值，試寫(xiě)出根據(jù)此圖求R的步驟：_ 求出電阻值R=_.（保留3位有效數(shù)字）,（3）待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體，用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑，結(jié)果分別如圖實(shí)七-13、14所示.由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi) cm，直徑為_(kāi)c

10、m.,（4）由以上數(shù)據(jù)可求出=_.（保留3位有效數(shù)字）,【解析】（1）如圖所示 （2）作U-I直線，舍去左起第二點(diǎn)，其余5個(gè)點(diǎn)盡量落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè). 由圖象可得直線的斜率k=R. 則 （221237均可） （3）長(zhǎng)度L=8 mm+00.02 mm=8.00 mm=0.800 cm,答案：,6.(探究創(chuàng)新)冬季和春季降水量小，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時(shí)海水倒灌，出現(xiàn)所謂的“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來(lái)水的離子濃度增高，水質(zhì)受到影響.為了研究“咸潮”出現(xiàn)的規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn).他在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極，如圖實(shí)七15甲所示，兩電極

11、相距L=0.314 m,其間充滿待測(cè)的河水.安裝前他用如圖乙所示的游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖丙所示.,他還選用了以下儀器：量程為15 V、內(nèi)阻約為300 k 的電壓表，量程為300 A、內(nèi)阻約為50 的電流表， 最大阻值為1 k的滑動(dòng)變阻器，電動(dòng)勢(shì)E=12 V、內(nèi)阻 r=6 的電池組、開(kāi)關(guān)各一個(gè)以及導(dǎo)線若干.圖丁所示 坐標(biāo)系中包括坐標(biāo)為(0，0)的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測(cè) 得的9組電流I、電壓U的值.,根據(jù)以上材料完成下列問(wèn)題： (1)測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑時(shí)，應(yīng)用圖乙所示的游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分中的_部分與玻璃管內(nèi)壁接觸.(填代號(hào)) (2)由圖丙可知，玻璃管的內(nèi)徑d=_mm. (3)待測(cè)河水的電阻率為多大？