（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 微專題59 實驗：測量金屬絲的電阻率加練半小時（含解析）

實驗：測量金屬絲的電阻率方法點撥伏安法測金屬絲電阻時，電壓不要求從0開始，儀器合適時滑動變阻器一般用限流式接法.金屬絲電阻一般較小，電流表選用外接法.1.(2018·湖北省黃岡市模擬)如圖1中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_mm，螺旋測微器讀數(shù)為_mm.圖12.(2018·廣東省茂名市五校聯(lián)考)某實驗小組用一段金屬絲做“測定金屬絲的電阻率”的實驗.(1)小組中同學(xué)已用螺旋測微器測量出金屬絲的直徑.(2)由R知測量金屬絲的電阻率，要先測出金屬絲的阻值.已知待測金屬絲的阻值約為1020，除此之外，實驗室備有如下器材：A.電流表A：量程為0500mA，內(nèi)阻約為5B.電壓表V1：量程為03V，內(nèi)阻約為1000C.電壓表V2：量程為015V，內(nèi)阻約為5000D.滑動變阻器R1：05，2AE.滑動變阻器R2：02000，0.5AF.直流恒壓電源E：3.0V，內(nèi)阻不計G.開關(guān)S、導(dǎo)線若干在現(xiàn)有器材的條件下，要用伏安法測金屬絲電阻，在上述器材中，電壓表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_.(填選項字母)(3)在方框中畫出相應(yīng)的實驗電路圖.3.用伏安法測電阻約為5的均勻電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池.如圖2甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱上，底座的中間有一個可沿電阻絲滑動的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出.實驗采用的電路原理如圖乙所示，測量電阻絲直徑所用螺旋測微器如圖丙所示.圖2(1)用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉(zhuǎn)動_使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉(zhuǎn)動_夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動_使F固定后讀數(shù).(填儀器部件的字母符號)(2)根據(jù)電路原理圖乙，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖丁連接成實驗電路.圖3(3)閉合開關(guān)后，滑動變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動，多次改變P的位置，得到幾組U、I、L的數(shù)據(jù)，用R計算出相應(yīng)的電阻值后作出RL圖線如圖3所示.取圖線上兩個點間數(shù)據(jù)之差L和R，若電阻絲直徑為d，則電阻率_.4.(2018·山東省青島二中模塊測試)金屬絲ab由兩段粗細(xì)相同、材料不同的金屬拼接而成，但僅從外觀上看不出拼接點的位置.為找到拼接點的位置、同時測出兩種材料的電阻率，某同學(xué)進(jìn)行了如下實驗：(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時如圖4甲所示，則d_mm.圖4(2)將歐姆表的選擇開關(guān)撥至“×1”倍率擋，進(jìn)行歐姆調(diào)零后測量金屬絲的電阻，表盤指針如圖乙所示，則金屬絲的電阻為_.(3)將金屬絲ab拉直后固定在絕緣米尺上，其中a端點固定在米尺的0刻度上，測得金屬絲的長度為99.00cm.在金屬絲上夾一個可移動的小金屬夾P，用圖5的電路進(jìn)行測量.閉合開關(guān)S，移動滑動變阻器的滑動觸頭，保持理想電流表的示數(shù)為0.450A不變，理想電壓表U的示數(shù)隨aP間距離x的變化如下表：圖5x/cm10.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0098.00U/V0.260.520.781.041.301.451.491.531.571.60圖6利用描點法在圖6中繪出Ux圖象(圖中已描出了部分?jǐn)?shù)據(jù)點).并根據(jù)圖象確定兩種材料的拼接點與端點a的距離為_cm.兩種材料中，較大的電阻率是_·m.(保留兩位有效數(shù)字)5.物理興趣小組的同學(xué)要探究一質(zhì)地均勻的圓柱形熱敏電阻的電阻率隨溫度變化的規(guī)律.(1)利用以下實驗器材設(shè)計實驗研究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律：A.熱敏電阻(常溫下約300)B.溫度計C.電流表A1(60mA，約10)D.電流表A2(3A，約0.1)E.電壓表V(6V，約15k)F.滑動變阻器R1(500，0.5A)G.滑動變阻器R2(5，2A)H.蓄電池(9V,0.05)I.開關(guān)一個，導(dǎo)線若干要求通過熱敏電阻的電流從零開始增大，電流表應(yīng)選擇_，滑動變阻器應(yīng)選擇_.(填器材前的字母標(biāo)號)請你將圖7甲中的實驗器材連接成測量電路.(2)實驗的主要步驟：a.在燒杯中加入適量冷水和冰塊，形成冰水混合物，正確連接電路，閉合開關(guān)，記錄電流表、電壓表的示數(shù)和溫度計的示數(shù)，斷開開關(guān)；b.在燒杯中添加少量熱水，閉合開關(guān)，記錄電流表、電壓表示數(shù)和溫度計的示數(shù)，斷開開關(guān)；c.重復(fù)b的操作若干次，測得多組數(shù)據(jù).若某次測量中，溫度計的示數(shù)為t，電流表、電壓表的示數(shù)分別為I、U，則溫度為t時熱敏電阻的阻值為_.若他們得到的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示，則熱敏電阻的阻值隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系為R_.圖76.要測量一個未知電阻Rx的阻值，實驗室提供以下器材：待測電阻Rx，阻值約為2，額定電流為2A電流表A1量程為0.6A，內(nèi)阻r10.5電流表A2量程為3.0A，內(nèi)阻r2約為0.1變阻器R1，電阻變化范圍為010變阻器R2，電阻變化范圍為01k定值電阻R310定值電阻R4100電源電動勢E約為9V，內(nèi)阻很小開關(guān)S，導(dǎo)線若干要求實驗時測量盡可能準(zhǔn)確，改變滑動變阻器的阻值，在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1、A2的讀數(shù)I1、I2，然后利用I1I2圖象求出未知電阻的阻值Rx.(1)實驗中定值電阻應(yīng)該選_，滑動變阻器應(yīng)該選擇_.(2)請在圖8中補(bǔ)充完整實物連線電路.圖8(3)I1I2圖象如圖9所示，若圖線斜率為k，則電阻Rx_.(用題中所給字母表示)圖9答案精析1.52.351.990解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)為52mm7×mm52.35mm，螺旋測微器的讀數(shù)為1.5mm49.0×0.01mm1.990mm.2.(2)BD(3)見解析解析(2)因為電源電動勢為3.0V，電壓表應(yīng)選B；滑動變阻器R2阻值太大，不便于調(diào)節(jié)；滑動變阻器R1阻值太小，如果采用限流式接法調(diào)節(jié)范圍太小，采用分壓式接法比較合適，所以滑動變阻器選擇D.(3)待測金屬絲阻值約為1020，電壓表內(nèi)阻約為1k，電流表內(nèi)阻約為5，電壓表內(nèi)阻滿足遠(yuǎn)大于待測金屬絲阻值，電流表應(yīng)采用外接法，所以電路如圖所示.3.(1)DHG(2)見解析圖(3)解析(1)在用螺旋測微器測電阻絲的直徑時，先轉(zhuǎn)動粗調(diào)旋鈕D，使測微螺桿F接近被測電阻絲，再轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕H夾住被測物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕G使F固定后讀數(shù).(2)如圖所示(3)根據(jù)R，得R，而S，代入得.4.(1)0.490(2)6.0(3)見解析圖55.00(54.0056.00均可)1.1×106解析(1)由題圖所示螺旋測微器可知，其示數(shù)為：0mm49.0×0.01mm0.490mm.(2)歐姆表的選擇開關(guān)撥至“×1”倍率擋，由題圖乙所示表盤可知，金屬絲電阻為6.0×16.0.(3)根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點作出的圖象如圖所示：與電壓表并聯(lián)的部分金屬絲的電阻為R，由題圖所示電路圖可知，電路中的電流保持不變，電壓表示數(shù)UIRx，當(dāng)不同時Ux圖象的斜率發(fā)生變化，圖象斜率發(fā)生變化的位置是兩金屬絲的接點位置，由圖可知，兩種材料的拼接點與a的距離為55.00cm.第一段材料的電阻率較大，由Ux圖象可知k，解得1.1×106·m.5.(1)CG見解析圖(2)R0t解析(1)熱敏電阻中的最大電流約為I30mA，因此電流表選擇量程為60mA的電流表A1.由于300，電流表采用外接法.由于要求通過熱敏電阻的電流從零開始增大，因此滑動變阻器采用分壓接法，滑動變阻器采用最大阻值為5的滑動變阻器R2.如圖所示(2)根據(jù)歐姆定律可知，溫度為t時熱敏電阻的阻值為R.設(shè)電阻隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系為Rktb，根據(jù)題圖，可知t0時，RbR0，由圖線斜率k，可得熱敏電阻的阻值隨溫度變化的函數(shù)關(guān)系為RR0t.6.(1)R3R1(2)見解析圖(3)解析(1)電流表A1與定值電阻串聯(lián)作為電壓表使用，可串聯(lián)定值電阻R310，改裝成量程為6.3V的電壓表.根據(jù)實驗要求，滑動變阻器采用分壓接法，故選擇滑動變阻器阻值變化范圍小的R1.(2)由于待測電阻較小，應(yīng)采用電流表外接法.如圖(3)待測電阻兩端電壓UI1(r1R3)，待測電阻中電流II2I1，由歐姆定律得Rx，聯(lián)立解得I1I2.對比題給的I1I2圖象，I1I2圖象的斜率大小k，解得Rx.9