- 测定金属的电阻率
- 共224题
(6分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示,可知其长度为 cm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为 mm;
(3)用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为 Ω。
图甲 图乙 图丙
正确答案
(1) 5.015(5.020) (2) 4.700 (3) 22.0
试题分析:(1)由题可知游标卡尺的分度为20分度,其精确度为0.05mm,读数为L=50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm;
(2)螺旋测微器的读数为d=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(3)电阻的阻值为R=22.0×1Ω=22.0Ω.
在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”试验中,为了探究3根材料未知、横截面积均为S=0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率,采用如图所示的实验电路,M为金属丝a的左端点,O为金属丝a的右端点,P是金属丝上可移动的接触点。在实验过程中,电流表读数始终为,电压表读数
随
间距离
的变化如下表:
(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线;
(2)求出金属丝的电阻率p,并进行比较。
正确答案
分析:根据R=ρ测电阻率,就要测出电阻、导体的长度和横截面积,电阻可结合欧姆定律R=
进行求解.
解:(1)以OP间距离x为横轴,以电压表读数U为纵轴,描点、连线绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线
(2)根据电阻定律R=ρ可得ρ=R?
=
?
.
ρa=Ω?m=1.04×10-6Ω?m
ρb=Ω?m=9.6×10-7Ω?m
ρc=Ω?m=1.04×10-6Ω?m
通过计算可知,金属丝a与c电阻率相同,远大于金属丝b的电阻率.
(1)用分度为0.05 mm的游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图5所示,此示数为 m.
(2)下列有关高中物理实验的描述中,正确的是: 。
A.在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,拉橡皮筋的细绳要稍长,并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行,同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,如果摆长的测量及秒表的读数均无误,而测得的g值明显偏小,其原因可能是将全振动的次数误计为n+1
D.在“验证动量守恒定律"的实验中,必须要用天平测出碰撞小球的质量
Ⅱ.(10分)在研究性学习中,某同学设计了一个测量导电纸的导电膜厚度的实验,该同学从资料上查得导电纸导电膜导电材料的电阻率为,并利用下列器材完成了这个实验:
A.电源E(电动势为1 2V,内阻不计)
B.木板N(板上放有导电纸一张,导电膜向上),两个金属条a、b(平行放置在导电纸上,与导电纸接触良好,用作电极,其电极长度与导电纸宽度相同)
C.滑线变阻器R(其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻)
D.毫米刻度尺.
E.电压表V(量程为6V,内阻约3 kΩ)
F.电流表A(量程为0.6A,内阻忽略不计)
G.开关K,导线若干
该同学将实物连线成如图6所示,
(1)请在图7虚线框中画出该实验实物连线相对应的实验原理图。(导电纸用符号“”表示
(2)实验中应测定的物理量是: 。
(3)计算导电膜厚度h的公式是: 。(用和测得物理量的符号表示)
正确答案
略
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=0.810m.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______.
(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
电流表A2:量程0~3.0A,内阻0.025Ω;
电压表V:量程0~3V,内阻3kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
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是______.
(3)根据所选的器材,画出实验电路图.
(4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为RX=4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为______Ω•m.(保留二位有效数字)
正确答案
(1)、金属丝的直径为d=0.5mm+2.0×0.01mm=0.520mm.
(2)、因伏安法测定金属丝的电阻时的电流不能太大,否则由于随着温度升高电阻会增大而测不准,故应选电流表A1,由闭合电路欧姆定律及电流表读数要求应满足:≤
≤
,11.25≤
≤22.5Ω,所以若滑动变阻器采用限流式接法,变阻器阻值范围是7.25Ω≤
≤18.25Ω,可见应选用滑动变阻器
,金属丝电阻很小,故电流表可采用外接法.
(3)、实验电路图如图
(4)、根据电阻定律R=,其中S=
,ρ=
,代入数据求得电阻率为ρ=1.1╳
Ωm(保留二位有效数字).
故答案为(1)0.520mm
(2),
(3)如图
(4)1.1╳Ωm
在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为3Ω.实验室备有下列实验器材
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15KΩ) B.电压表V2 (量程15V,内阻约为75KΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω) D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1 (0~10Ω,1.0A) F.变阻器R2 (0~100Ω,0.3A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω) H.开关S,导线若干
(1)提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有______.
(2)为了减小实验误差,应选用下图中______(填“a”或“b”)为该实验的电原理图,并按所选择的原理图把实物图用导线连接起来.
(3)用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm,两电表的示数分别如下图所示,则电阻值为______Ω,电阻率为______.
正确答案
(1)伏安法测电阻,需要:G、电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω),H、开关S,导线若干,电源电动势是3V,因此电压表可选:A、电压表V1(量程3V,内阻约为15KΩ),电路最大电流I==
=1A,如果选用量程是3A的电流表,电流表指针偏转角度不到电表刻度的三分之一,为提高实验精度,电流表可选:D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω),滑动变阻器F的额定电流太小,因此滑动变阻器应选E.变阻器R1 (0~10Ω,1.0A);即需要的实验器材有:ADEGH;
(2)=
=5000,
=
=3,
>
,电流表应选择外接法,因此实验电路应选b.
根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示.
(3)电压表量程是3V,由图示电压表可知,电压表分度值是0.1V,电压表示数是1.2V,
电流表量程是600mA=0.6A,由图示电流表可知电流表分度值是0.02A,电流表示数是0.50A,
电阻阻值R==
=2.4Ω,由电阻定律可知,R=ρ
=ρ
,
则电阻率ρ==
≈1.3×10-6Ω•m;
故答案为:(1)ADEGH;(2)b,电路图如图所示;(3)2.4,1.3×10-6Ω•m.
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