高考卷 物理专题09 实验：测定金属的电阻率（解析版）

2016-2017学年高二物理百所名校速递分项汇编（选修3-1、3-2）专题09实验：测定金属的电阻率1.【辽宁省盘锦市高级中学2016-2017学年高二上学期期中（11月月考）考试物理试题】某同学用测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体尺寸和电阻。（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和图（b）所示，长度为cm，直径为mm。（2）按图（c）连接电路后，实验操作如下：①将滑动变阻器R1的阻值置于最处（选填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；②将电阻箱R2的阻值调至最（选填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；（3）由此可知，圆柱体的电阻为Ω．【答案】（1）5.015.315（2）①大②大（3）1280Ω.考点：游标卡尺和螺旋测微器的读数、测电阻学科网【名师点睛】本题主要考查对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理。要注意握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。电学实验设计的思想是用等效替代法测电阻，两种情况电路中电流相等，则总电阻相等，则圆柱体的电阻等于此时电阻箱的电阻。2.【云南省云天化中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】有一根细而均匀的导电材料样品（如图a所示），截面为同心圆环（如图b所示），此样品长约为5cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为，因该样品的内径太小，无法直接测。现提供以下实验器材：A．20分度的游标卡尺[来源:学科网ZXXK]B．螺旋测微器[来源:学,科,网Z,X,X,K]C．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）[来源:学科网ZXXK]D．电流表2A（量程0.3A，内阻约1Ω）E．滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）G．直流电源E（约4V，内阻不计）[来源:Zxxk.Com]F．导电材料样品RxH．开关一只，导线若干请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：（1）用游标卡尺测得该样品的长度如上图所示，其示数L=mm；用螺旋测微器测得该样品的外径如上图所示，其示数D=mm．（2）设计电路测量导电材料样品的电阻Rx．在设计时电流表应选择________（填“内接法”或“外接法”）．这样设计后实验电阻Rx的测量值将________（填“大于”、“等于”或“小于”）实际值．[来源:学。科。网Z。X。X。K]（3）若某次实验中，电压表和电流表的读数分别为U和I，则用已知物理量和测得的物理量的符号来表示样品的内径d=（用已知物理量的字母表示）。【答案】（1）50.60mm6.1250.002mm（2）外接法小于（3）24ILDU【解析】试题分析：（1）根据游标卡尺，其主尺整数为：50mm，小数部分为：0.05120.60mmmm，故游标卡尺的读数为：500.6050.60Lmmmmmm；由图所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为6mm，可动刻度示数为12.30.010.123mmmm，螺旋测微器示数60.1236.123Dmmmmmm。[来源:Zxxk.Com]（2）由所给实验器材可知，应采用伏安法测电阻阻值，由于待测电阻阻值约为100，滑动变阻器最大阻值为20，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；电路最大电流约为04.4401000ImAUAR，电流表应选2A，电流表内阻约为1，电压表内阻约为3000，相对来说电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示；[来源:学科网]电流表采用外接法，由于电压表分流，电流测量值大于真实值，电阻测量值小于真实值。考点：测定金属的电阻率[来源:学科网]【名师点睛】螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；本题考查了实验电路的设计，确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路的前提与关键；在伏安法测电阻实验中，当待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值时，滑动变阻器应采用分压接法。3.【新疆生产建设兵团第二中学2016-2017学年高二上学期期中考试】利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1Ω，电压表的内阻为5kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5Ω的金属丝的电阻率．(1)用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6V，滑动变阻器的阻值为0～20Ω)．(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图所示，电流表、电压表的读数如图所示．由图可以读出金属丝两端的电压U＝________，流过金属丝的电流强度I＝________，金属丝的长度L＝________，金属丝的直径d＝________.(3)该金属丝的电阻率是________．(保留两位有效数字)【答案】（1）如图所示：(2)2.20V0.44A30.50cm3185010．m[来源:学§科§网Z§X§X§K](3)54.410－m（2）由图可以看出：电压表的量程是3V，所以读数是2.20V；电流表的量程是0.6A，所以读数是0.440A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是31.85010m；米尺的读数是40.5010.0030.50cmcmcm。（3）由电阻定律得254.4104URSmIlld．考点：测定金属的电阻率[来源:学。科。网]【名师点睛】应掌握电学实验中，要通过估算来选择仪器，注意伏安法时电流表内外接法的选择方法，以及滑动变阻器采用分压和限流接法的要求；应掌握电压表与电流表读数方法以及“十分之一”、“五分之一”、“二分之一”估读的含义，并掌握螺旋测微器的使用及读数。学科网4.【湖南省长沙市第一中学2016-2017学年高二上学期期中考试物理试题】用游标卡尺测得某样品的长度如图（甲）所示，其示数Lcm；用螺旋测微器测得该样品的外径如图（乙）所示，其示数Dmm。[来源:学*科*网]【答案】3.015cm；3.204mm(3.2033.205)考点：刻度尺、游标卡尺的使用；螺旋测微器的使用[来源:学,科,网]【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。5.【葫芦岛市第一高级中学2016-2017学年度第一学期期中考试】读出如图所示螺旋测微器测量的读数为______mm。【答案】6.703mm（6.702mm—6.704mm均正确）【解析】试题分析：螺旋测微器可精确到0.01mm，还需估读到毫米的千分位，须保留到0.001mm。主尺（固定刻度）读出6.5mm，可动刻度读出20.3，所以螺旋测微器读数为6.5+20.3×0.01=6.703mm（6.702mm—6.704mm均正确）。考点：螺旋测微器的读数6.【贵州省遵义航天高级中学2016-2017学年高二上学期期中考试】在测定金属丝的电阻率的实验中，用测出金属丝的长度L，用测出金属丝的直径。由ρ=πd2U/4IL可知，对实验结果的准确性影响最大的是()A．金属丝直径d的测量B．电压U的测量C．电流I的测量D．金属丝长度L的测量【答案】毫米刻度尺螺旋测微器A考点：实验——测定金属丝的电阻率7.【河北省武邑中学2016-2017学年高二上学期周考（11.20）物理试题】用螺旋测微器测圆柱体的直径时，示数如图所示，此示数为__________mm。用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到0.02mm）测定某圆柱体的直径时，卡尺上的示数如图所示，可读出圆柱的直径为_________mm。【答案】8.125mm；42.12mm【解析】考点：考查了螺旋测微器和游标卡尺读数[来源:学_科_网Z_X_X_K]【名师点睛】解决本题的关键掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．学科网[来源:Zxxk.Com]8.【内蒙古赤峰二中2016-2017学年高二上学期第二次月考物理试题】（10分）某同学为了测量某阻值约为5Ω的金属棒的电阻率，进行了如下操作，分别使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属棒的长度L和直径d，某次测量的示数如图1和图2所示，长度（1）L=________mm，直径（2）d=________mm现备有下列器材：待测金属棒XR（阻值约为5Ω）；电压表：1V（量程3V，内阻约3kΩ）；2V（量程15V，内阻约9kΩ）；[来源:Z|xx|k.Com][来源:学科网]电流表1A（量程0.6A，内阻约为0.2Ω）；2A（量程3A，内阻约为0.05Ω）；电源：E（电动势3V，内阻不计）；[来源:Z.xx.k.Com][来源:学科网]滑动变阻器：1R（最大阻值约为20Ω）；2R（最大阻值约为1000Ω）；[来源:学#科#网]开关S；导线若干若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电压表应选（3）______，电流表应选（4）_______，滑动变阻器应选（5）_______（均选填器材代号）正确选择仪器后请在图3中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。用伏安法测得该电阻的电压和电流，并作出其伏安特性曲线如图4所示，若图像的斜率为k，则该金属棒的电阻率（6）ρ=________（用题中所给各个量的对应字母进行表述）。[来源:Zxxk.Com]【答案】(1)23.5(2)6.713(6.713-6.716)(3)V1(4)A1(5)R1(6)24kdL考点：测量金属棒的电阻率【名师点睛】游标卡尺主尺示数与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度示数与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读．电表的量程选择要考虑准确性、安全性的要求.学科网9.【湖北省黄冈市黄冈中学2016-2017学年高二10月月考物理试题】在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下待测金属丝：Rx(阻值约4Ω，额定电流约0.5A)；电压表：V(量程3V，内阻约3kΩ)；电流表：A1(量程0.6A，内阻约0.2Ω)；A2(量程3A，内阻约0.05Ω)；电源：E1(电动势3V，内阻不计)；E2(电动势12V，内阻不计)；滑动变阻器：R(最大阻值约20Ω)；螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________mm.[来源:学科网]（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．[来源:学.科.网Z.X.X.K][来源:学科网ZXXK]【答案】(1)1.773[1.771～1.775间均正确](2)A1；E1；电路如图所示【解析】试题分析：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：1.5mm+27.5×0.01mm=1.775mm；（2）电阻丝的额定电流约为0.5A，电流表应选A1；电阻丝的额定电压约为U=IR=0.5×5=2.5V，电源应选E1；（3）待测金属丝电阻约为5Ω，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为0.2Ω，相对来说电压表内阻远大于待测金属丝的电阻，电流表应采用外接法，由题意可知，滑动变阻器采用限流接法，实验电路图如图所示：[来源:Zxxk.Com]考点：测量金属丝电阻率【名师点睛】本题考查了螺旋测微器读数、实验器材的选择、设计实验电路图，螺旋测微器固定刻度示数与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；确定电流表的接法是正确设计实验电路的关键，当电压表内阻远大于待测电阻阻值时，电流表应采用外接法。10.【宁夏石嘴山市第三中学2016-2017学年高二上学期