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专题08 测量电阻率-预测2021届高考物理解码尖子生培养方案点对点突破题集
1.某同学在“测量金属丝电阻率”的实验中,从实验室找到的器材如下:
待测金属丝(阻值约为几欧);
电压表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约)
干电池两节;
滑动变阻器(最大阻值约);
螺旋测微器;
毫米刻度尺;
开关、导线若干。
(1)用刻度尺测得金属丝长为,用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图甲所示,其直径为=___________。
(2)本实验滑动变阻器采用限流式接法,为了尽量减小实验误差,根据所给实验器材用笔画线代替导线在图乙中把实物连线图补充完整__________。
(3)若某次实验中电压表的读数为,电流表的读数为,则金属丝的电阻率=___________(用 表示)。
2.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;金属丝的电阻大约为7 Ω。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d为___________mm;
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4.5 V,内阻很小;
电流表A1:量程0~0.6 A,内阻RA1等于1 Ω;
电流表A2:量程0~3.0 A,内阻RA2约0.025Ω;
电压表V:量程0~3 V,内阻约3 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值1Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值500Ω;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根据所选器材,在方框中画出实验电路图;___________
④若按照以上电路图测出电流值为I,电压值为U,金属丝长度为L,则电阻率ρ的表达式为:ρ=___________。
3.一同学欲测量某种合金材料制成的金属丝的电阻率。
(1)他先用螺旋测微器测量出该金属丝的直径如图1所示,则其直径为______mm;
(2)接着把金属丝接入图3所示的电路,用毫米刻度尺测出其有效长度如图2所示,其长度为______cm。
实验时:将金属片P先后与a、b接触,读出相应电流表、电压表示数I1=0.03A、U1=0.88V及I2=0.28A、U2=1.30V。根据以上测量数据可以判断,当处于位置______(选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值R=______Ω,进一步可以计算出该合金的电阻率为______Ω·m(后两空保留2位有效数字)。
4.某学生用如图甲所示电路测金属导线的电阻率,可供使用的器材有:
被测金属导线ab,电阻约10 Ω,允许流过的最大电流为0.8 A;
稳恒电源E,电源输出电压恒为E =12 V;
电压表V,量程为3 V,内阻约5 kΩ;
保护电阻:R1=10 Ω,R2=30 Ω,R3=200 Ω;
刻度尺、螺旋测微器,开关S,导线若干等。
实验时的主要步骤如下:
①用刻度尺量出导线ab的长度l,用螺旋测微器测出导线的直径d。
②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好。
③闭合开关S,移动接线触片P,测出aP长度x,读出电压表的示数U。
④描点作出Ux图线求出金属导线的电阻率ρ。
完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图乙所示,该金属导线的直径d=________ mm。
(2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小,保护电阻R应选________。
(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U画出的Ux图线如图丙所示,其中图线的斜率为k,则金属导线的电阻率ρ=________。(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)
5.利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω。带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0 V,内阻约为1 Ω);
电流表A1(量程0~100 mA,内阻约为5 Ω);
电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω);
电阻箱R(0~999.9 Ω);
开关、导线若干。
实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度