【物理】2020届一轮复习人教版实验十　测定金属的电阻率　作业

【物理】2020届一轮复习人教版实验十　测定金属的电阻率　作业

‎　实验十　测定金属的电阻率　　　　　　　　　　　‎ 非选择题 ‎1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图37－1甲和乙所示．‎ 图37－1‎ ‎(1)由图37－1甲读得圆柱体的直径为________mm，长度为________cm.‎ ‎(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________．‎ 解析：(1)由题图甲读得圆柱体的直径D＝1 mm＋0.5 mm＋34.5×0.01 mm＝1.845 mm，由题图乙读得长度L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm.‎ ‎(2)圆柱体的电阻R＝＝ρ，得ρ＝.‎ 答案：(1)1.845　4.240　(2) ‎2．(2019年安徽皖南八校二联)有一个待测电阻Rx的阻值约为7.5 Ω，现要精确测量该待测电阻的阻值．有下列器材供选用：‎ A．电压表(0～3 V，内阻未知)‎ B．电流表(0～3 A，内阻约为0.5 Ω)‎ C．电流表(0～100 mA，内阻为4.0 Ω)‎ D．定值电阻R0＝1.0 Ω E．滑动变阻器(10 Ω，2 A)‎ F．滑动变阻器(1 kΩ，0.5 A)‎ G．学生电源(直流4 V)，还有开关一个，导线若干 ‎(1)实验中所用电流表应选用________(填“B”或“C”)．‎ ‎(2)实验中所用滑动变阻器选用________(填“E”或“F”)．‎ ‎(3)实验时要求精确测量待测电阻Rx的阻值，测量电压从零开始多取几组数据，请在虚线方框中画出满足实验要求的测量电路图．‎ ‎(4)某同学根据实验得到某组数据为电压表示数为1.60 V，电流表示数为40.0 mA，由此数据可得待测电阻Rx＝________Ω.(结果保留两位有效数字)‎ 图37－2‎ 解析：(1)电路中可能出现的最大电流Im＝＝A≈0.53 A，‎ 可见电流表B的量程过大，直接用电流表C量程过小，故可用电流表C与定值电阻并联，此时改装成的电流表量程为I＝Ig＋＝A＝0.5 A．(2)滑动变阻器要用分压电路，故选用阻值较小的E.(3)电路图如图37－2所示．(4)当电流表示数为40.0 mA时，此时通过Rx的电流为Ix＝A＝0.20 A，两端电压Ux＝(1.60－0.040×4) V＝1.44 V，所以待测电阻Rx＝＝Ω＝7.2 Ω.‎ 答案：(1)C　(2)E　(3)见解析　(4)7.2‎ ‎3．(2018年高考·天津卷)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ)，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：‎ A．电压表(量程0～1 V，内阻约为10 kΩ)‎ B．电压表(量程0～10 V，内阻约为100 kΩ)‎ C．电流表(0～1 mA，内阻约为30 Ω)‎ D．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.05 Ω)‎ E．电源(电动势1.5 V，额定电流0.5 A，内阻不计)‎ F．电源(电动势12 V，额定电流2 A，内阻不计)‎ G．滑动变阻器R0(阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A)‎ ‎①为使测量尽量准确，电压表选用______，电流表选用________，电源选用________．(均填器材的字母代号)；‎ ‎②画出测量Rx阻值的实验电路图．‎ ‎③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是__________________．‎ 解析：①因电阻较大(约10 kΩ)，所以选大电源F(12 V)，因此电压表选量程为10 V的B，通过电阻Rx的电流小，所以选C(1 mA)；②电路采用分压式接法，电流表内接、图见图37－3因电流表的分压，所以使测量值偏大．‎ 答案：(3)①B　C　F ‎②‎ 图37－3‎ ‎③大于　电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)‎ ‎4．某同学要把一个量程为200 μA的直流电流计Ⓖ改装为量程为4 V的直流电压表．‎ ‎(1)他按如图37－4所示电路，用半偏法测定电流计Ⓖ的内电阻rg，其中电阻R0约为1 kΩ.为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用__________，电阻R1应选用________，电阻R2应选用________．(填器材前的字母)‎ 图37－4‎ A．电源(电动势为1.5 V)‎ B．电源(电动势为6 V)‎ C．电阻箱(0～999.9 Ω)‎ D．滑动变阻器(0～500 Ω)‎ E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1 kΩ)‎ F．电位器(0～51 kΩ)‎ ‎(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大．后续的实验操作步骤依次是：________，________，________，________，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，填下列步骤前的字母)‎ a．闭合S1‎ b．闭合S2‎ c．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 d．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 e．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 f．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ‎(3)如果所得的R1的阻值为300.0 Ω，则图中被测电流计Ⓖ的内阻rg的测量值为________Ω，该测量值________(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值．‎ ‎(4)给电流计Ⓖ________(填“串”或“并”)联一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计Ⓖ改装为量程为4 V的电压表．‎ 解析：(1)利用半偏法测量电流计的内阻时，所选滑动变阻器的阻值必须大于电路所需的最小电阻，根据电路的路端电压等于电源电动势，电路中的最大电流为电流计的满偏电流，则最小阻值为Ω＝30 kΩ或Ω＝7.5 kΩ，考虑到保护电路电阻R0＝1 kΩ，则可知调节滑动变阻器使电流计满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 kΩ或6.5 kΩ，所以电路图中的滑动变阻器R2不能选择D和E，只能选择F.电流计满偏时，滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源应选择电动势为6 V的B，而且电位器F的阻值也满足调节所需．R1是用来测量电流计内阻的电阻箱，只能选C.‎ ‎(2)实验步骤为：第一步闭合S2(b)，第二步调节R2的阻值，使电流计满偏(c)，第三步闭合S1(a)，第四步调节R1的阻值，使电流计半偏(e)．第五步读出R1的示数，此即为待测电流计的内阻．‎ ‎(3)R1的示数即为待测电流计的内阻，为300.0 Ω.闭合S1后，电路中的总电阻减小，当电流计半偏时，干路电流就大于电流计的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过电流计的电流，所以电阻箱的阻值略小于被测电流计的内阻．‎ ‎(4)给电流计串联一个电阻可以改装成电压表，可得改装电压表的内阻为RV＝＝Ω＝20 kΩ，则串联电阻的大小为20 kΩ－300.0 Ω＝19.7 kΩ.‎ 答案：(1)B 　C　 F　 (2)b　 c 　a　 e ‎ ‎(3)300.0　 略小于　(4)串　 19.7‎ ‎5．(2018年高考·课标全国卷Ⅲ)一课外实验小组用如图37－5所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；可视为理想电压表．S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关，E为电源，R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：‎ ‎(1)按照实验原理电路图37－5，将图37－6中实物连线；‎ 图37－5‎ 图37－6‎ ‎(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合S1；‎ ‎(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；‎ ‎(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)；‎ ‎(5)重复步骤(3)，得到如下数据：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U1/V ‎0.25‎ ‎0.30‎ ‎0.36‎ ‎0.40‎ ‎0.44‎ U2/V ‎0.86‎ ‎1.03‎ ‎1.22‎ ‎ 1.36 ‎ ‎1.49‎ ‎3.44‎ ‎3.43‎ ‎3.39‎ ‎3.40‎ ‎3.39‎ ‎(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝________Ω.(保留1位小数)‎ 解析：(1)根据电路图可得实物连接如图37－7；‎ ‎(4)根据实验过程以及电路图可知，Rx与R0串联，当开关接1时，电压表测量R0两端的电压，故电流为I＝，而开关接2时，测量两电阻总的电压，则可知Rx两端的电压为U＝U2－U1，由欧姆定律有 Rx＝＝＝R0‎ ‎(6)的平均值为＝3.41；则结合(4)中公式可知Rx＝R0‎ ‎＝R0＝2.41R0＝48.2 Ω.‎ 答案：(1)‎ 图37－7‎ ‎(4)R0　(6)48.2‎ ‎6．(2019年辽宁省庄河市月考)用以下器材测量待测电阻Rx的阻值：‎ A．待测电阻Rx：阻值约为200 Ω；‎ B．电源E：电动势约为3.0 V，内阻可忽略不计；‎ C．电流表A1：量程为0～10 mA，内电阻r1＝20 Ω；‎ D．电流表A2：量程为0～20 mA，内电阻r2≈8 Ω；‎ E．定值电阻R0：阻值R0＝80 Ω；‎ F．滑动变阻器R1：最大阻值为10 Ω；‎ G．滑动变阻器R2：最大阻值为200 Ω；‎ H．单刀开关S，导线若干．‎ ‎(1)为了测量电阻Rx，现有甲、乙、丙三位同学设计了如图37－8所示的实验电路图，你认为正确的是________(选填“甲”“乙”或“丙”)．‎ 图37－8‎ ‎(2)滑动变阻器应该选________；在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于________(选填“a”或“b”)端．‎ ‎(3)若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为Rx＝________．‎ 解析：(1)所给的三个电路图中，乙图可明确确定两支路的电流值和含有电流表的支路的电阻值，由此可确定待测阻值，故乙图正确．(2)因乙图为滑动变阻器的分压式接法，则用小阻值的变阻器，故应选R1，闭合开关前要让测量电路电压由小变大，故滑片P应置于b端．(3)由并联电路特点：Rx(I2－I1)＝(R0＋r1)I1得Rx＝ 答案：(1)乙　(2)R1　b　(3) 图37－9‎ ‎7．某中学实验小组测量一种电阻丝的电阻率．首先用到的实验器材为：一段拉直并固定在米尺上的电阻丝(电阻丝两端为接线柱，电阻丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在电阻丝上移动)、直流电源、电流表、定值电阻、开关、导线、螺旋测微器等．‎ ‎(1)利用螺旋测微器测电阻丝直径，其示数如图37－9所示，该电阻丝的直径为d＝________mm.‎ ‎(2)请用笔画线作导线连接如图37－10所示实验器材．实验过程中，记录相应电阻丝接入电路中的长度L和电流表的示数I，通过改变金属夹位置进行多次测量，并作出－L关系图线如图37－11所示．‎ ‎　　　图37－10　　　　图37－11‎ ‎(3)该实验小组发现，为了测定电阻丝的电阻率还需要知道直流电源的有关数据，找来电压表和滑动变阻器，为了尽可能减小实验误差，应选择图37－12________(填“甲”或“乙”)电路，然后按正确的电路测量，作出了U－I图象，从图37－13中可得该直流电源电动势E＝________V.‎ ‎　　　　图37－12　　图37－13‎ ‎(4)请写出电阻丝的电阻率的表达式ρ＝________(用题中所给符号a、b、c、d、E等表示)．‎ 解析：(1)由题图知电阻丝的直径为d＝0.5 mm＋0.01 mm×13.3＝0.633 mm.‎ ‎(2)按如图所示实物连接如图37－14所示．‎ 图37－14‎ ‎(3)由＝＋L可知，测电阻率还需要知道电源的电动势E，采用题图甲测得的电源电动势E测

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