（全國通用）2020版高考物理一輪復習 第八章 微專題59 實驗：測量金屬絲的電阻率加練半小時（含解析）

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1、實驗：測量金屬絲的電阻率 [方法點撥]　伏安法測金屬絲電阻時，電壓不要求從0開始，儀器合適時滑動變阻器一般用限流式接法.金屬絲電阻一般較小，電流表選用外接法. 1.(2018·湖北省黃岡市模擬)如圖1中游標卡尺讀數(shù)為________mm，螺旋測微器讀數(shù)為________mm. 圖1 2.(2018·廣東省茂名市五校聯(lián)考)某實驗小組用一段金屬絲做“測定金屬絲的電阻率”的實驗. (1)小組中同學已用螺旋測微器測量出金屬絲的直徑.(2)由R＝ρ知測量金屬絲的電阻率，要先測出金屬絲的阻值.已知待測金屬絲的阻值約為10～20Ω，除此之外，實驗室備有如下器材： A.電流表A：量程為0～50

2、0mA，內(nèi)阻約為5Ω B.電壓表V1：量程為0～3V，內(nèi)阻約為1000Ω C.電壓表V2：量程為0～15V，內(nèi)阻約為5000Ω D.滑動變阻器R1：0～5Ω，2A E.滑動變阻器R2：0～2000Ω，0.5A F.直流恒壓電源E：3.0V，內(nèi)阻不計 G.開關S、導線若干 在現(xiàn)有器材的條件下，要用伏安法測金屬絲電阻，在上述器材中，電壓表應選__________，滑動變阻器應選________.(填選項字母) (3)在方框中畫出相應的實驗電路圖. 3.用伏安法測電阻約為5Ω的均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池.如圖2甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底

3、座的接線柱上，底座的中間有一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出.實驗采用的電路原理如圖乙所示，測量電阻絲直徑所用螺旋測微器如圖丙所示. 圖2 (1)用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉動________使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉動________夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動________使F固定后讀數(shù).(填儀器部件的字母符號) (2)根據(jù)電路原理圖乙，用筆畫線代替導線，將實物圖丁連接成實驗電路. 圖3 (3)閉合開關后，滑動變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動，多次改變P的位置，得到幾組U、

4、I、L的數(shù)據(jù)，用R＝計算出相應的電阻值后作出R－L圖線如圖3所示.取圖線上兩個點間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝____________. 4.(2018·山東省青島二中模塊測試)金屬絲ab由兩段粗細相同、材料不同的金屬拼接而成，但僅從外觀上看不出拼接點的位置.為找到拼接點的位置、同時測出兩種材料的電阻率，某同學進行了如下實驗： (1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時如圖4甲所示，則d＝________mm. 圖4 (2)將歐姆表的選擇開關撥至“×1”倍率擋，進行歐姆調(diào)零后測量金屬絲的電阻，表盤指針如圖乙所示，則金屬絲的電阻為________Ω. (3)將金

5、屬絲ab拉直后固定在絕緣米尺上，其中a端點固定在米尺的0刻度上，測得金屬絲的長度為99.00cm.在金屬絲上夾一個可移動的小金屬夾P，用圖5的電路進行測量.閉合開關S，移動滑動變阻器的滑動觸頭，保持理想電流表的示數(shù)為0.450A不變，理想電壓表U的示數(shù)隨aP間距離x的變化如下表： 圖5 x/cm 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 98.00 U/V 0.26 0.52 0.78 1.04 1.30 1.45 1.49 1.53 1.57 1.60 圖6 利用描

6、點法在圖6中繪出U－x圖象(圖中已描出了部分數(shù)據(jù)點).并根據(jù)圖象確定兩種材料的拼接點與端點a的距離為________cm.兩種材料中，較大的電阻率是________Ω·m.(保留兩位有效數(shù)字) 5.物理興趣小組的同學要探究一質(zhì)地均勻的圓柱形熱敏電阻的電阻率隨溫度變化的規(guī)律. (1)利用以下實驗器材設計實驗研究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律： A.熱敏電阻(常溫下約300Ω) B.溫度計 C.電流表A1(60mA，約10Ω) D.電流表A2(3A，約0.1Ω) E.電壓表V(6V，約15kΩ) F.滑動變阻器R1(500Ω，0.5A) G.滑動變阻器R2(5Ω，2A) H

7、.蓄電池(9V,0.05Ω) I.開關一個，導線若干 ①要求通過熱敏電阻的電流從零開始增大，電流表應選擇________，滑動變阻器應選擇________.(填器材前的字母標號) ②請你將圖7甲中的實驗器材連接成測量電路. (2)實驗的主要步驟： a.在燒杯中加入適量冷水和冰塊，形成冰水混合物，正確連接電路，閉合開關，記錄電流表、電壓表的示數(shù)和溫度計的示數(shù)，斷開開關； b.在燒杯中添加少量熱水，閉合開關，記錄電流表、電壓表示數(shù)和溫度計的示數(shù)，斷開開關； c.重復b的操作若干次，測得多組數(shù)據(jù). ①若某次測量中，溫度計的示數(shù)為t，電流表、電壓表的示數(shù)分別為I、U，則溫度為t時熱敏電

8、阻的阻值為________. ②若他們得到的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示，則熱敏電阻的阻值隨溫度變化的函數(shù)關系為R＝________________. 圖7 6.要測量一個未知電阻Rx的阻值，實驗室提供以下器材： 待測電阻Rx，阻值約為2Ω，額定電流為2A 電流表A1量程為0.6A，內(nèi)阻r1＝0.5Ω 電流表A2量程為3.0A，內(nèi)阻r2約為0.1Ω 變阻器R1，電阻變化范圍為0～10Ω 變阻器R2，電阻變化范圍為0～1kΩ 定值電阻R3＝10Ω 定值電阻R4＝100Ω 電源電動勢E約為9V，內(nèi)阻很小 開關S，導線若干 要求實驗時測量盡可能準確，改變

9、滑動變阻器的阻值，在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1、A2的讀數(shù)I1、I2，然后利用I1－I2圖象求出未知電阻的阻值Rx. (1)實驗中定值電阻應該選________，滑動變阻器應該選擇________. (2)請在圖8中補充完整實物連線電路. 圖8 (3)I1－I2圖象如圖9所示，若圖線斜率為k，則電阻Rx＝________.(用題中所給字母表示) 圖9 答案精析 1.52.35　1.990 解析　游標卡尺讀數(shù)為52mm＋7×mm＝52.35mm，螺旋測微器的讀數(shù)為1.5mm＋49.0×0.01mm＝1.990mm. 2.(2)B　D　(3)見解析 解析　(2)因

10、為電源電動勢為3.0V，電壓表應選B；滑動變阻器R2阻值太大，不便于調(diào)節(jié)；滑動變阻器R1阻值太小，如果采用限流式接法調(diào)節(jié)范圍太小，采用分壓式接法比較合適，所以滑動變阻器選擇D. (3)待測金屬絲阻值約為10～20Ω，電壓表內(nèi)阻約為1kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω，電壓表內(nèi)阻滿足遠大于待測金屬絲阻值，電流表應采用外接法，所以電路如圖所示. 3.(1)D　H　G　(2)見解析圖　(3) 解析　(1)在用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉動粗調(diào)旋鈕D，使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉動微調(diào)旋鈕H夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕G使F固定后讀數(shù). (2)如圖所示 (3)根據(jù)R＝

11、ρ，得ΔR＝ρ，而S＝，代入得ρ＝. 4.(1)0.490　(2)6.0　(3)見解析圖　55.00(54.00～56.00均可)　1.1×10－6 解析　(1)由題圖所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0mm＋49.0×0.01mm＝0.490mm. (2)歐姆表的選擇開關撥至“×1”倍率擋，由題圖乙所示表盤可知，金屬絲電阻為6.0×1Ω＝6.0Ω. (3)根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出的圖象如圖所示： 與電壓表并聯(lián)的部分金屬絲的電阻為R＝ρ＝＝ρ，由題圖所示電路圖可知，電路中的電流保持不變，電壓表示數(shù)U＝IR＝x，當ρ不同時U－x圖象的斜率發(fā)生變化，圖象斜率發(fā)生變化的位置是兩金屬絲的接點

12、位置，由圖可知，兩種材料的拼接點與a的距離為55.00cm.第一段材料的電阻率較大，由U－x圖象可知k＝＝，解得ρ≈1.1×10－6Ω·m. 5.(1)①C　G　②見解析圖　(2)①?、赗0－t 解析　(1)①熱敏電阻中的最大電流約為I＝＝30mA，因此電流表選擇量程為60mA的電流表A1.由于300Ω＜，電流表采用外接法.由于要求通過熱敏電阻的電流從零開始增大，因此滑動變阻器采用分壓接法，滑動變阻器采用最大阻值為5Ω的滑動變阻器R2. ②如圖所示 (2)根據(jù)歐姆定律可知，溫度為t時熱敏電阻的阻值為R＝.設電阻隨溫度變化的函數(shù)關系為R＝kt＋b，根據(jù)題圖，可知t＝0時，R＝b＝R0，由圖線斜率k＝－，可得熱敏電阻的阻值隨溫度變化的函數(shù)關系為R＝R0－t. 6.(1)R3　R1　(2)見解析圖　(3) 解析　(1)電流表A1與定值電阻串聯(lián)作為電壓表使用，可串聯(lián)定值電阻R3＝10Ω，改裝成量程為6.3V的電壓表.根據(jù)實驗要求，滑動變阻器采用分壓接法，故選擇滑動變阻器阻值變化范圍小的R1. (2)由于待測電阻較小，應采用電流表外接法.如圖 (3)待測電阻兩端電壓U＝I1(r1＋R3)，待測電阻中電流I＝I2－I1，由歐姆定律得Rx＝，聯(lián)立解得I1＝I2.對比題給的I1－I2圖象，I1－I2圖象的斜率大小k＝，解得Rx＝. 9