- 测定金属的电阻率
- 共224题
（1）某研究性学习小组用如图1所示装置验证机械能守恒定律．图中悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能瞬间被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在水平地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重垂线确定出A、B点在白纸上的投影点N、M．用米尺量出AN的高度H、BM的高度h，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．
①用题中所给的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量△EP=______，动能的增加量△Ek=______；
②要想验证小球从A到B的过程中机械能守恒，只需验证关系式______成立即可．
（2）①在“测金属电阻率”实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径的读数如图2所示，则直径d=______mm．
②测得接入电路的金属丝的长度为L，已知其电阻大约为25Ω．
在用伏安法测其电阻时，有下列器材供选择，除必选电源（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关外，电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（填代号）并将设计好的测量电路原理图画在虚框内（图3）．
电流表 A1（量程40mA，内阻约0.5Ω）
电流表A2（量程10mA，内阻约0.6Ω）
电压表V1 （量程6V，内阻约30kΩ）
电压表V2（量程1.2V，内阻约的20kΩ）
滑动变阻器R1（范围0-10Ω）
滑动变阻器R2（范围0-2kΩ）
正确答案
（1）重力势能的减小量等于重力做功：△Ep=mgh=mg（H-h）
动能增量为：．△EK=
从A到B过程中，重力势能的减小量与动能的增加量，均有重力大小．故可以消去．
因此只要验证H-h=
（2）由于可动刻度的“0”在固定刻度下方，因此固定刻度的读数为：0.5mm，可动刻度读数为0.01×40.0mm=0.400mm，所以最终读数为：0.5mm+0.4000mm=0.900mm．
由于估读情况不同，为减小读数误差，根据电源电动势1.5V，而待测电阻阻值为25Ω，因此选量程为40mA电流表，故选电流表A1；对于电压来说，量程为1.2V，虽然低于1.5V，但相对于6V来讲准确．故选：电压表V2，滑动变阻器的特点是：电阻大的调节精度低，电阻变化快，操作不方便，故选小电阻的，即选R1；
伏安法测电阻时，测量较大电阻用安培表内接法，测量较小电阻用安培表外接法，本题待测电阻与安培表电阻相接近，故采用安培表外接法，电路图如图所示；
故答案为：（1）①mg（H-h），
②H-h=
（2）①0.900
②Al，V2，R1，测量电路原理图如图．
检测一个标称值为5 Ω的滑动变阻器。可供使用的器材如下：
A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5 Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）
B．电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.6 Ω
C．电流表A2，量程3 A，内阻约0.12 Ω
D．电压表V1，量程15 V，内阻约15 kΩ
E．电压表V2，量程3 V，内阻约3 kΩ
F．滑动变阻器R，全电阻约20 Ω
G．直流电源E，电动势3 V，内阻不计
H．游标卡尺
I．毫米刻度尺
J．电键S、导线若干
（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表___________（填“A1”或“A2”），所选电压表为_________（填“V1”或“V2”）。
（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。
（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。
正确答案
（1）A1，V2
（2）电路原理图和对应的实物连接如图
（3）方案一：
需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺
主要操作步骤：
①数出变阻器线圈缠绕匝数n
②用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d＝L/n
③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度l＝nπ（D－
④重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值
方案二：
需要的器材：游标卡尺
主要的操作步骤：
①数出变阻器线圈缠绕匝数n
②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝的直径为
③重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值
在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm。（该值接近多次测量的平均值）
（2 ）用伏安法测量电阻丝的电阻Rx。实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻1Ω），电流表（内阻0.1Ω），电压表（内阻约3kΩ），滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A），开关，导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
由以上实验数据可知：他们测量Rx是采用图2中的_____图（选填“甲”或“乙”）。
图2
（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物图的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。
图3 图4
（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图4中标出第2、4、6次测量数据的3个坐标点，并描绘出U-I图线，由图线得出金属丝的阻值R=______Ω（保留2位有效数字）。
（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________。
A.
B.
C. 
D.
（6）任何实验测量都存在误差，本实验所用的测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的是___________。（有多个正确选项）
A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用U-I图象处理数据求金属丝的电阻率可以消除偶然误差
正确答案
（1）0.398（0.395~0.399 ）
（2）甲
（3）
（4）如下图，4.4（4.3~4.7 ）
（5）C
（6）CD
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为______mm；
（3）已知该电阻的阻值约为220Ω；但该同学想用伏安法精确测量其电阻R0，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R0
电流表A（量程0～10mA，内阻约30Ω）
电压表V（量程0～3V，内阻约10kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器R（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
开关S
导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，且电压从零调起，请在右框中画出测量的电路图．
（4）若该同学用伏安法测量得到的R0的阻值为218Ω，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=______Ω•m．（保留2位有效数字）
正确答案
（1）由图示游标卡尺可知，主尺示数是5cm=50mm，游标尺示数是3×0.05mm=0.15mm，则圆柱体的长度是50mm+0.15mm=50.15mm；
（2）由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数是4.5mm，可动刻度示数是20.0×0.01mm=0.200mm，圆柱体的直径是4.5mm+0.200mm=0.4700mm；
（3）电压从零开始变化，因此滑动变阻器应采用分压接法，
（4）圆柱体电阻R=ρ
故答案为：（1）50.15；（2）4.700；（3）电路图如图所示；（4）0.076．
冬季和春季降水量小，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现所谓的“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高，水质受到影响．为了研究
根据以上材料完成下列问题：
(1)测量玻璃管的内径时，应用图乙所示的游标卡尺的、、三部分中的______部分与玻璃管内壁接触．(填代号)
(2)由图丙可知，玻璃管的内径＝________mm。
(3)待测河水的电阻率ρ为多大？(写出推导和计算过程，结果保留两位有效数字)
(4)图戊所示的仪器部分已连线，请将其他部分连接成能测出图丁中数据的实物连接图．
(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至________端．
正确答案
(1)(2)56.6
(3)在坐标纸中画
算出水柱的电阻＝1.0×105 Ω(允许误差在10%以内)
＝
(4)
(5)最左(或)
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