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实验六:测定金属的电阻率1.(原创)某同学为了测定金属的电阻率现要测量某一金属丝的电阻Rx,他设计了如图甲所示的测量电路,实验中的电压表为理想电流表.实验步骤如下所示:①按图甲连接好实验电路.②将开关S2断开、开关S1闭合,然后调节电阻箱R和滑动变阻器R',使电压表示数变化明显.待电路稳定后电阻箱和电压表读数如图乙、图丙所示.③闭合开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,然后再调节电阻箱R的电阻,使电压表的读数仍然与步骤②中的示数相同,此时电阻箱R的读数R2=80Ω.(1)在步骤①中电阻箱的读数为R1=Ω,电压表的读数为U=V.(2)由以上实验测得电阻Rx的阻值为Rx=Ω.甲乙丙2.(2016·盐城三模)小华用图甲所示电路测量某种合金丝的电阻率,实验中电源的电动势E=3.0V,内阻r=0.2Ω.改变合金丝接入电路的长度L,测得相应的电流I如下表:甲乙12345合金丝的长度L/m0.100.200.300.400.50电流表读数I/A0.590.510.410.380.33电流的倒数/A-11.691.962.442.633.00(1)如图乙所示,合金丝的直径为mm.(2)用表中数据在图丙中画出电流的倒数与合金丝长度的关系图象,合金丝电阻率为Ω·m.(结果保留一位有效数字)丙丁(3)实验中使用的电流表A是由一只内阻Rg=30Ω、满偏电流Ig=1mA的电流表G改装的.在图丁中虚线框内画出电流表A(0~0.6A量程)的内部电路图,其内阻为Ω.3.(改编)某同学想测出在环境温度(室温)下小灯泡(12V,0.11A)的灯丝电阻.甲乙(1)该同学根据自己设计的电路图完成了实物图连接,如图甲所示,请你在图乙中画出该实物图对应的电路图.(2)该同学合上开关前,应将滑动变阻器的滑片移到(填“a”或“b”)端.(3)该同学利用图甲测出了小灯泡电压与标准电阻(R0=20Ω,实验中每测完一组数据都将电源开关断开一段时间后再开始测下一组数据)电压,具体测量数据如下表.为了得出环境温度下灯丝的电阻,此同学在坐标纸上作出灯丝电阻R与电功率P的关系,如图丙所示,图中已作出部分点,请你在相应位置上帮他描出余下点,然后作出R-P图象.序号测量数据计算所得数据灯丝电压/mV标阻电压/mV灯丝电阻/Ω灯丝电功率/mW121.140.010.550.042231.860.010.600.095342.879.910.710.171454.4100.110.870.272566.3120.011.050.398679.1140.411.270.555792.6160.411.550.7438107.3180.511.890.968丙(4)请你根据以上信息,帮该同学得出环境温度下小灯泡的灯丝电阻为R0=Ω.4.(2016·泰州一模)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)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示,由图可知其长度为L=mm.甲乙(2)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,由图可知其直径为D=mm.(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻R,表盘的示数如图丙所示,则该电阻的阻值约为Ω.丙丁(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R电流表A1(量程0~4mA、内阻约50Ω)电流表A2(量程0~30mA、内阻约30Ω)电压表V1(量程0~3V、内阻约10kΩ)电压表V2(量程0~15V、内阻约25kΩ)直流电源E(电动势4V、内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω、允许通过的最大电流2.0A)滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ、允许通过的最大电流0.5A)开关S、导线若干为使实验误差较小,且能测得多组数据进行分析,某同学设计了如图丁所示的电路,试指出其中3处不妥之处:①.②.③.5.(2016·苏州一模)某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率,用一两端开口的玻璃管通过可移动的密封塞封满一定量的矿泉水.(1)某同学用如图1所示的游标卡尺的(填“A”“B”或“C”)部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图2,则玻璃管的内径d为cm.图1图2(2)该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“×100”挡,发现指针如图3所示,则该同学接着需要做的实验步骤是:①换选(“×10”或“×1k”)挡.②.图3图4图5(3)该组同学按图4连好电路后,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,可能的原因是()A.滑动变阻器阻值太小B.电路中5、6之间断路C.电路中7、8之间断路(4)该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为L,电压表示数为U,电流表示数为I.多次改变玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的L-图象如图5所示,若图线的斜率为k,则矿泉水的电阻率ρ=(用k、d和常数表示).实验六:测定金属的电阻率1.(1)602.30(2)20【解析】(1)在步骤①中电阻箱的读数为R1=60Ω,电压表的读数为U=2.30V.(2)由于R1加上Rx在电路中所起的作用与R2相同,(电压表指针指示同一位置)则有R1+Rx=R2,故有Rx=R2-R1.由图乙和图丙可知R1=60Ω,R2=80Ω,故Rx=R2-R1=20Ω.2.(1)1.002(2)见图丙8×10-6(3)见图丁0.05丙丁【解析】(1)螺旋测微器读数为1mm+0.01mm×0.2=1.002mm.(2)所画的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点分居两侧,对应图线的斜率约为k==3.275.根据全电路欧姆定律得出E=I,得出=L+,此时有k=3.275=,得出ρ=3.275SE=3.275×πE≈8×10-6Ω·m.(3)表头改装成电流表,需并联一个电阻.改装成0~0.6A量程时,对应的并联电阻为Rx==Ω≈0.05Ω.3.(1)如图所示(2)a(3)略(4)10.45(10.4110.49均可)图1图2【解析】(1)根据实物图所画的实验原理图如图所示.(2)滑动变压器做分压器使用,故滑动变压器的滑片一开始应处于a端.(3)略.(4)由所作的图象在纵轴上的截距可知环境温度下小灯泡的灯丝电阻为R0=10.45Ω.4.(1)50.15(2)2.700(3)120(4)①电流表应选A2②电流表应采用外接法③滑动变阻器应采用分压式接法【解析】(1)游标尺的第3根与主尺对齐,读数为5cm+0.05mm×3=5.015cm=50.15mm.(2)螺旋测微器读数为d=2.5mm+0.01×20.0mm=2.700mm.(3)指针指在刻度12处,阻值为R=12×10Ω=120Ω.(4)电压表选用V1,则流过电阻的最大电流约为A=0.025A=20mA,电流表应选A2;根据R说明待测电阻是小电阻,应采用电流表外接法;为了使待测电阻两端电压能从零开始调节,滑动变阻器应选阻值小的采用分压式接法.5.(1)A2.150(2)①×1k②欧姆调零(3)AC(4)【解析】(1)A部位测内径,B部位测外径,C部位测深度.游标尺的第10根与主尺对齐,读数为2.1cm+0.05mm×10=2.150cm.(2)指针偏转较小,说明待测电阻是大电阻,应换选高倍率×1k挡后重新欧姆挡调零.(3)电压表有示数但几乎不变,可能是滑动变阻器阻值远小于矿泉水的电阻,也可能7、8间断路导致滑动变阻器与电压表串联.(4)根据R==ρ=得出ρ==.