专题05 实验:导体电阻率的测量(期中专项训练)高二物理上学期人教版
2026-10-19
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内容正文:
专题05 实验:导体电阻率的测量
1.某物理兴趣小组为测量一段金属丝的电阻率,采用伏安法开展实验,实验器材如下:
A.电源:电动势3V,内阻不计;
B.电流表A:量程,内阻约;
C.电压表V:量程,内阻约;
D.滑动变阻器:;
E.螺旋测微器;
F.毫米刻度尺;
G.待测金属丝:长度约60cm,阻值约;
H.开关、导线若干。
(1)如图甲,用刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度,读数为________cm。
(2)如图乙,用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数为________mm。
(3)下列给出的测量电路中,最合理的电路是________(填标号)。
A. B.
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,获取多组、值,已描绘在如图丙所示的坐标系中,则金属丝的电阻率为________(取3.14,保留2位有效数字)。
(5)该实验中,如果考虑电表内阻的影响,电阻率的测量值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2.在“测量金属丝的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。
(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、电流表(内阻约0.1Ω)、滑动变阻器(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:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.02
0.06
0.16
0.22
0.34
0.46
0.52
由以上实验数据可知,他们测量Rx采用的电路图是__________图(选填“A”或“B”)。
A. B.
(2)该小组同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点,请在图中标出第4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线__________。由图线得到金属丝的阻值Rx=__________Ω。(保留两位有效数字)
(3)另一小组同学分析电表内阻引起误差,又额外找了器材(电流表G,内阻Rg=150Ω,满偏电流Ig=3mA)和电阻箱R0(0~9999Ω,1.0A),将电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3V,则电阻箱的阻值应调为R0=__________Ω。
(4)用改装电压表代替原有电压表接入电路进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表示数为I0,电流表示数为I1,已知待测金属丝接入电路部分长度为L,螺旋测微器测量金属丝直径为d。则电阻率的表达式ρ=__________。(用题中的字母符号表示)
3.“测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为,某同学用刻度尺测量金属丝的长度,用螺旋测微器测量金属丝直径,再用伏安法测出金属丝的电阻,根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)当金属丝两端电压为U时,通过金属丝的电流为I;测得金属丝的长度为L,直径为d,请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______;
(2)如图甲、乙所示,用螺旋测微器测其直径D________,再用游标卡尺测其长度为L________;
(3)实验中能提供的器材有:
A.电压表量程,内阻约
B.电流表量程,内阻约
C.滑动变阻器
D.电源电动势为及开关和导线若干
为了更精确的测量待测电阻的阻值,需要电压从零开始,实验电路应选用图______。
4.某实验小组测量一金属电阻丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则其直径_______。
(2)再利用“伏安法”测其电阻Rx(约1Ω),实验室可用器材有:
A.直流电源:电动势,内阻不计
B.直流电流表:A1(量程,内阻为)A2(量程,内阻约为)
C.直流电压表:(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器:R1(阻值范围)R2(阻值范围)
E.定值电阻:R0=4Ω
为了使测量尽可能准确,请回答下列问题
①滑动变阻器选择_______(填“R1”或“”)
②下列电路图连接中,最合理的是________。
A. B. C. D.
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据作出-图线,如图乙所示,则待测电阻的阻值为__________Ω(保留两位有效数字)
(3)用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为,螺旋测微器测得金属丝的直径为,用伏安法测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为________。(用题中所给物理量的字母表示)
5.某实验小组用伏安法测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,金属丝的电阻约为6Ω。现有如下实验器材:
A.直径的待测金属丝一根
B.电压表V(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约10Ω)
D.干电池两节(内阻不计)
E.滑动变阻器(0~10Ω)
F.滑动变阻器(0~100Ω)
G.开关、导线若干
(1)实验电路图如图甲所示,滑动变阻器应选 (填器材前的字母代号);
(2)根据电路图完成图乙中的实物图连线;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,得到多组数据,作出U-I图线如图丙所示,则的阻值为 Ω,现测得金属丝接入电路的长度,则金属丝的电阻率为 Ω·m;(结果均保留2位有效数字)
(4)本实验中,如果考虑电表内阻的影响,下列说法正确的是________。
A.由于电压表的分流,电阻率的测量值偏大
B.由于电压表的分流,电阻率的测量值偏小
C.由于电流表的分压,电阻率的测量值偏大
D.由于电流表的分压,电阻率的测量值偏小
6.(2025·四川·高考真题)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为 。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板知图2所示,则该合金丝的电阻率为 (取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
7.)某学习小组为探究某种导电胶材料电阻率,将导电胶装满圆柱体玻璃管,导电胶两端通过小金属片与导线相连,如图(a)所示。
(1)在装入导电胶前,用游标卡尺测得玻璃管的内径为,长度为。
(2)用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为,为精确测量,现有如下实验器材:
A.电源(电动势为,内阻较小)
B.电压表V(量程3V,内阻约1000Ω)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
该同学选择上述器材设计了如图(b)所示的电路,请根据电路图将图(c)的实物图连接完整 ;其中,电流表应选 (选填“”或“”),滑动变阻器应选 (选填“”或“”)
(3)正确连线后,闭合开关,将滑动变阻器调到合适位置,此时电压表读数为,电流表读数为,则该导电胶电阻率的表达式为 。(用表示)
(4)若测得导电胶电阻率比真实值略小,原因可能是 。(写出一条即可)
8.为测定某种材料的电阻率,设计如下实验:图(乙)为测量原理电路图,R1、R2是由长度相同、表面涂有绝缘膜(厚度不计)的电阻丝并排紧密绕制在同一根圆柱形绝缘陶瓷棒上的螺旋电阻(图甲),R1材料电阻率为ρ,R2由待测材料制成,R0为滑动变阻器,V1、V2为已知量程的电压表。请回答下列问题:
(1)在闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 (选填“左端”或“右端”)。
(2)测得R1的螺旋长度为l1,R2的螺旋长度为l2,两电阻的匝数相同,则制成电阻R1与R2的电阻丝的横截面之比为 。
(3)某次测量中V1、V2表的示数分别为U1、U2,则待测电阻丝的电阻率 (用U1、U2、l1、l2、ρ表示)。
(4)考虑V1、V2表的内阻对实验误差的影响,在电路中加了一个灵敏电流计G(图丙)来判断。闭合开关,灵敏电流计中有从a向b的微小电流,则(3)中测量结果相对于真实值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
9.(某实验小组设计了测量盐水电阻率的实验。所用实验器材如下:电源E(电动势为3V,内阻很小),电流表A(内阻极小),电压表V(内阻极大),滑动变阻器R,开关S,导线若干;内部装有耐腐蚀电极板的长方体样品池。如图甲所示,样品池内的右侧电极板可以左右移动,且移动时与样品池间密封完好。
(1)先按图乙所示连接实物电路,将体积为的盐水样品加入样品池中,闭合开关S之前,滑动变阻器R的滑动触头应该位于最 (填“左端”“中间”或“右端”)。
(2)然后测量盐水的电阻率:
①调整右侧电极板处于样品池中的适当位置,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑动触头,使电压表和电流表有适当的示数U和I。若某次测量中,电压表的示数如图丙所示,则 V。
②根据电阻定义,计算并记录此时样品池中盐水的电阻值,同时测量并记录样品池中左右电极板的距离L(单位m)。
③重复步骤①②的操作,记录多组测量数据。
(3)数据处理与分析:
①根据记录的数据计算盐水样品的电阻,以为纵坐标,以 (用题设条件中物理量的字母表示)为横坐标,建立坐标系,将得到的数据描点、作图、连线,得到的图像如图丁所示,则盐水的电阻率 (结果保留两位有效数字)。
②该实验中,若电流表的内阻不可忽略,则由于电表内阻的影响,盐水电阻率的测量值与真实值相比 (填正确答案标号)。
A. 偏大 B.偏小 C.相等
10某小组测某种圆柱形材料的电阻率,做了如下实验。
(1)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甲和乙所示。由图得圆柱体的直径_________,长度_________。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻(阻值约为),可选用的器材如下:
A.电流表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻为)
D.电源(电动势,有一定内阻)
E.滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流)
F.开关,导线若干
为使测量尽量准确,要对电压表进行改装,现要求改装成量程为的电压表,则选择电压表___________(用仪器前的序号表示)与一个阻值为________的电阻串联。
(3)现要求电压从0开始变化,请用笔画线表示导线,在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接___________。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的测量数据,电流表的示数为,电压表的示数为,则实验测得圆柱材料的电阻率___________(用题中所给字母表示)。
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专题05 实验:导体电阻率的测量
1.某物理兴趣小组为测量一段金属丝的电阻率,采用伏安法开展实验,实验器材如下:
A.电源:电动势3V,内阻不计;
B.电流表A:量程,内阻约;
C.电压表V:量程,内阻约;
D.滑动变阻器:;
E.螺旋测微器;
F.毫米刻度尺;
G.待测金属丝:长度约60cm,阻值约;
H.开关、导线若干。
(1)如图甲,用刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度,读数为________cm。
(2)如图乙,用螺旋测微器测量金属丝的直径,读数为________mm。
(3)下列给出的测量电路中,最合理的电路是________(填标号)。
A. B.
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,获取多组、值,已描绘在如图丙所示的坐标系中,则金属丝的电阻率为________(取3.14,保留2位有效数字)。
(5)该实验中,如果考虑电表内阻的影响,电阻率的测量值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)59.40
(2)0.433
(3)B
(4)
(5)偏小
【详解】(1)刻度尺的精确度为0.1cm,需估读到0.01cm,读数为59.40cm。
(2)螺旋测微器的读数为。
(3)由题知,故电流表应采用外接法,即选择电路图B。
(4)根据欧姆定律,由图线斜率可求;再根据电阻定律知。
(5)由于电压表的分流作用,流经电流表的电流大于流经金属丝的电流,使的测量值偏小,电阻率的测量值偏小。
2.在“测量金属丝的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。
(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、电流表(内阻约0.1Ω)、滑动变阻器(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:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.02
0.06
0.16
0.22
0.34
0.46
0.52
由以上实验数据可知,他们测量Rx采用的电路图是__________图(选填“A”或“B”)。
A. B.
(2)该小组同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图所示,图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点,请在图中标出第4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线__________。由图线得到金属丝的阻值Rx=__________Ω。(保留两位有效数字)
(3)另一小组同学分析电表内阻引起误差,又额外找了器材(电流表G,内阻Rg=150Ω,满偏电流Ig=3mA)和电阻箱R0(0~9999Ω,1.0A),将电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用,最大测量电压为3V,则电阻箱的阻值应调为R0=__________Ω。
(4)用改装电压表代替原有电压表接入电路进行实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表示数为I0,电流表示数为I1,已知待测金属丝接入电路部分长度为L,螺旋测微器测量金属丝直径为d。则电阻率的表达式ρ=__________。(用题中的字母符号表示)
【答案】(1)A
(2) 4.3~4.5
(3)850
(4)
【详解】(1)由表格数据可知,电压表和电流表示数调节范围较大,几乎从0开始调节,则滑动变阻器应采用分压接法。
故选A。
(2)[1]描点连线,如图所示
[2]图线的斜率表示金属丝的阻值,则
(3)根据电压表的改装原理可得
代入数据解得
(4)根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得,
联立可得
3.“测定金属的电阻率”的实验中,金属丝的阻值约为,某同学用刻度尺测量金属丝的长度,用螺旋测微器测量金属丝直径,再用伏安法测出金属丝的电阻,根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)当金属丝两端电压为U时,通过金属丝的电流为I;测得金属丝的长度为L,直径为d,请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______;
(2)如图甲、乙所示,用螺旋测微器测其直径D________,再用游标卡尺测其长度为L________;
(3)实验中能提供的器材有:
A.电压表量程,内阻约
B.电流表量程,内阻约
C.滑动变阻器
D.电源电动势为及开关和导线若干
为了更精确的测量待测电阻的阻值,需要电压从零开始,实验电路应选用图______。
【答案】(1)
(2) 4.750/4.749/4.751
(3)乙
【详解】(1)由欧姆定律可得
根据电阻定律可得金属丝电阻
其中金属丝横截面积
联立可得合金电阻率;
(2)[1]如图甲所示,螺旋测微器最小分度,测其直径,
[2]如图乙所示,游标卡尺为20分度,测得金属丝长度为;
(3)为了更精确的测量待测电阻的阻值,需要电压从零开始,则滑动变阻器采用分压式连接,根据计算可得
可知电流表选用外接法。
故选乙。
4.某实验小组测量一金属电阻丝的电阻率。
(1)先用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则其直径_______。
(2)再利用“伏安法”测其电阻Rx(约1Ω),实验室可用器材有:
A.直流电源:电动势,内阻不计
B.直流电流表:A1(量程,内阻为)A2(量程,内阻约为)
C.直流电压表:(量程,内阻约为)
D.滑动变阻器:R1(阻值范围)R2(阻值范围)
E.定值电阻:R0=4Ω
为了使测量尽可能准确,请回答下列问题
①滑动变阻器选择_______(填“R1”或“”)
②下列电路图连接中,最合理的是________。
A. B. C. D.
③闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,根据测得的多组数据作出-图线,如图乙所示,则待测电阻的阻值为__________Ω(保留两位有效数字)
(3)用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为,螺旋测微器测得金属丝的直径为,用伏安法测得金属丝的电阻为,则被测金属丝的电阻率为________。(用题中所给物理量的字母表示)
【答案】(1)0.641/0.642/0.643
(2) R1 D 0.90/0.91/0.92/0.93
(3)
【详解】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读数为0.5mm+mm=0.641mm
(2)[1]由图分析可知电压从0变化,则滑动变阻器采用分压式接法,选择最大阻值较小的R1。
[2]电路中的最大电流约为
电流表选择,R0起分压作用,由于电流表内阻已知,采用电流表内接法,滑动变阻器采用分压式接法。
故选D。
[3]根据欧姆定律可知
(3)根据电阻定律有
解得
5.某实验小组用伏安法测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率,金属丝的电阻约为6Ω。现有如下实验器材:
A.直径的待测金属丝一根
B.电压表V(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约10Ω)
D.干电池两节(内阻不计)
E.滑动变阻器(0~10Ω)
F.滑动变阻器(0~100Ω)
G.开关、导线若干
(1)实验电路图如图甲所示,滑动变阻器应选 (填器材前的字母代号);
(2)根据电路图完成图乙中的实物图连线;
(3)闭合开关后,移动滑动变阻器滑片,得到多组数据,作出U-I图线如图丙所示,则的阻值为 Ω,现测得金属丝接入电路的长度,则金属丝的电阻率为 Ω·m;(结果均保留2位有效数字)
(4)本实验中,如果考虑电表内阻的影响,下列说法正确的是________。
A.由于电压表的分流,电阻率的测量值偏大
B.由于电压表的分流,电阻率的测量值偏小
C.由于电流表的分压,电阻率的测量值偏大
D.由于电流表的分压,电阻率的测量值偏小
【答案】(1)E (2) (3) 5.8 (4)B
【解析】(1)待测电阻较小,且由图乙可知电压从0开始变化,则滑动变阻器应选择分压式接法,最大阻值较小的滑动变阻器,即选E。
(2) 待测电阻较小,采用电流表外接法,如图
(3)
根据欧姆定律可知
根据电阻定律有,代入数据解得Ω·m(4)由于电压表的分流作用,导致电流表的测量值大于流经金属丝的实际电流,故电阻和电阻率测量值小于真实值。。故选B。
6.(2025·四川·高考真题)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为 。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 (选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于 端(选填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板知图2所示,则该合金丝的电阻率为 (取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
【答案】(1)0.500 (2) a 左 (3) (4)CD
【解析】(1)该样品横截面直径的平均值为
(2) 由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应最大阻值处,即最左端。
(3)
由题意可知,该合金丝的电阻为
由电阻定律及可得其中,代入数据解得该合金丝的电阻率为(4)根据电阻定律可知,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,可换用阻值范围为,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值。故选CD。
7.)某学习小组为探究某种导电胶材料电阻率,将导电胶装满圆柱体玻璃管,导电胶两端通过小金属片与导线相连,如图(a)所示。
(1)在装入导电胶前,用游标卡尺测得玻璃管的内径为,长度为。
(2)用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为,为精确测量,现有如下实验器材:
A.电源(电动势为,内阻较小)
B.电压表V(量程3V,内阻约1000Ω)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(最大阻值为)
F.滑动变阻器(最大阻值为)
该同学选择上述器材设计了如图(b)所示的电路,请根据电路图将图(c)的实物图连接完整 ;其中,电流表应选 (选填“”或“”),滑动变阻器应选 (选填“”或“”)
(3)正确连线后,闭合开关,将滑动变阻器调到合适位置,此时电压表读数为,电流表读数为,则该导电胶电阻率的表达式为 。(用表示)
(4)若测得导电胶电阻率比真实值略小,原因可能是 。(写出一条即可)
【答案】 电流表外接法导致电阻测量值比真实值偏小
【解析】(2)[1]根据电路图,连接实物图如下
电路最大电流约为,则电流表选择
滑动变阻器采用分压接法,则选择总阻值较小的
(3)根据欧姆定律,根据电阻定律,解得
(4)若测得导电胶电阻率比真实值略小,可能是电流表外接法导致的所测电流偏大,从而导致电阻测量值比真实值偏小
8.为测定某种材料的电阻率,设计如下实验:图(乙)为测量原理电路图,R1、R2是由长度相同、表面涂有绝缘膜(厚度不计)的电阻丝并排紧密绕制在同一根圆柱形绝缘陶瓷棒上的螺旋电阻(图甲),R1材料电阻率为ρ,R2由待测材料制成,R0为滑动变阻器,V1、V2为已知量程的电压表。请回答下列问题:
(1)在闭合开关前,滑动变阻器滑片应滑到 (选填“左端”或“右端”)。
(2)测得R1的螺旋长度为l1,R2的螺旋长度为l2,两电阻的匝数相同,则制成电阻R1与R2的电阻丝的横截面之比为 。
(3)某次测量中V1、V2表的示数分别为U1、U2,则待测电阻丝的电阻率 (用U1、U2、l1、l2、ρ表示)。
(4)考虑V1、V2表的内阻对实验误差的影响,在电路中加了一个灵敏电流计G(图丙)来判断。闭合开关,灵敏电流计中有从a向b的微小电流,则(3)中测量结果相对于真实值 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)左端 (2) (3) (4)偏小
【解析】(1)在闭合开关前,应将滑动变阻器全部接入电路,保证电路接通时电路电流最小,电路安全,故滑到左端。
(2)根据题意可得,而S与直径的平方成正比,故横截面积之比为。(3)根据欧姆定律可知,根据电阻定律联立可得待测材料电阻率为(4)由a向b的微小电流可得
由此可知,测量结果相对于真实值偏小
9.(某实验小组设计了测量盐水电阻率的实验。所用实验器材如下:电源E(电动势为3V,内阻很小),电流表A(内阻极小),电压表V(内阻极大),滑动变阻器R,开关S,导线若干;内部装有耐腐蚀电极板的长方体样品池。如图甲所示,样品池内的右侧电极板可以左右移动,且移动时与样品池间密封完好。
(1)先按图乙所示连接实物电路,将体积为的盐水样品加入样品池中,闭合开关S之前,滑动变阻器R的滑动触头应该位于最 (填“左端”“中间”或“右端”)。
(2)然后测量盐水的电阻率:
①调整右侧电极板处于样品池中的适当位置,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑动触头,使电压表和电流表有适当的示数U和I。若某次测量中,电压表的示数如图丙所示,则 V。
②根据电阻定义,计算并记录此时样品池中盐水的电阻值,同时测量并记录样品池中左右电极板的距离L(单位m)。
③重复步骤①②的操作,记录多组测量数据。
(3)数据处理与分析:
①根据记录的数据计算盐水样品的电阻,以为纵坐标,以 (用题设条件中物理量的字母表示)为横坐标,建立坐标系,将得到的数据描点、作图、连线,得到的图像如图丁所示,则盐水的电阻率 (结果保留两位有效数字)。
②该实验中,若电流表的内阻不可忽略,则由于电表内阻的影响,盐水电阻率的测量值与真实值相比 (填正确答案标号)。
A. 偏大 B.偏小 C.相等
【答案】(1)左端 (2)2.25 (3) 0.93 C
【解析】(1)为保护电表,滑动变阻器R的滑动触头应该位于滑动变阻器的最左端。
(2) 电压表的示数为2.25V。
(3)根据电阻定律可得,又因为图线是一条倾斜直线,故应以为横坐标;斜率,则电阻率根据欧姆定律可得,可得
则电表内阻对电阻率的测量无影响,故C项正确
10某小组测某种圆柱形材料的电阻率,做了如下实验。
(1)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甲和乙所示。由图得圆柱体的直径_________,长度_________。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻(阻值约为),可选用的器材如下:
A.电流表(量程,内阻约为)
B.电压表(量程,内阻为)
C.电压表(量程,内阻为)
D.电源(电动势,有一定内阻)
E.滑动变阻器(阻值范围,允许通过的最大电流)
F.开关,导线若干
为使测量尽量准确,要对电压表进行改装,现要求改装成量程为的电压表,则选择电压表___________(用仪器前的序号表示)与一个阻值为________的电阻串联。
(3)现要求电压从0开始变化,请用笔画线表示导线,在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接___________。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的测量数据,电流表的示数为,电压表的示数为,则实验测得圆柱材料的电阻率___________(用题中所给字母表示)。
【答案】(1) //
(2) B
(3)
(4)
【详解】(1)[1]由图甲可知,圆柱体的直径
[2]由图乙可知,圆柱体的长度
(2)[1]由于电源电动势为,量程电压表测量误差过大,因此电压表应选量程为的电压表B;
[2]原电压表满偏电压,内阻,改装后量程,根据串联电路电流相等(满偏电流不变),串联电阻满足
代入数据解得
(3)要求电压从0开始变化,滑动变阻器采用分压接法;待测电阻阻值,远小于改装后的电压表内阻,且由于电压表内阻已知,采用外接法可算出电压表分流,精确扣除分流可得到流过待测电阻的真实电流,消除系统误差,故电路连线如图所示
(4)改装后,原电压表示数为,则待测电阻两端实际电压
则待测电阻阻值
由电阻定律
联立得圆柱材料的电阻率
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