测定金属的电阻率练习及答案
实验（7） 测定金属的电阻率知识梳理一、实验目的（1）学会用伏安法测电阻，测定金属丝的电阻率.（2）练习使用螺旋测微器，会使用常用的电学仪器.二、实验器材被测金属丝、米尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等.三、实验原理欧姆定律和电阻定律，用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l ，用螺旋测微器测导线的直径d ，用伏安法测导线的电阻R ，由S l R ρ=，所以金属丝的电阻率.4π2R ld =ρ 四、实验步骤（1）用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d .（2）依照电路图（图7-3-1）用导线将器材连好，将滑动变阻器的阻值调至最大.图7-3-1（3）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的长度，即有效长度，反复测量3次，求出其平均值l .（4）电路经检查确认无误后，闭合电键S ，改变滑动变阻器滑动片的位置，读出几组相应的电流值和电压值，记入记录表格内;断开电键S ，求出导线电阻R 的平均值.（5）将测得的R 、l 、d 值代入电阻率计算公式lR d l RS 42πρ==，计算出金属导线的电阻率.（6）拆去实验线路，整理好实验器材.五、注意事项1.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须用电流表外接法.2.实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端.3.测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直.4.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量.5.闭合开关S 之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.6.在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I 不宜过大（电流表用0～0.6 A 量程），通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.7.求R 的平均值可用两种方法:第一种是用R ＝U /I 算出各次的测量值，再取平均值;第二种方法是用图象法（U-I 图线）来求出.若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.六、误差分析1.金属丝直径、长度测量带来误差.2.电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R 测<R 真，由S L R ρ=知 ρ测<ρ真.3.通电电流过大、时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差.重难探究考点一 测量电路的选择1.伏安法测量电路有两种:安培表内接法和外接法.电流表的内接法和外接法的讨论如下2.电流表内接法与外接法的选择方法（1）直接比较法:当R x R A 时用内接法;当R x R A 时用外接法.本实验一般选择3伏电源，3伏挡伏特表（内阻为3千欧或1千欧），安培表0.6安挡（内阻约为0.1欧），金属丝电阻大约5～10欧，显然应取外接法，但待测电阻往往不很直观，这就需要用下面两种方法确定测量电路.（2）临界值计算法:由误差理论知当V A R R R x =时，内接法、外接法一样，我们称V A R R 为临界值;可用内接法，可用外接法.（3）测试判断法:当R x 、R A 、R V 大约值都不清楚就用测试判断法.如图7-3-2所示， 将单刀双掷开关S 分别接触a 点和b 点，若看到安培表示数变化比伏特表示数变化大，则说明伏特表分流影响较大，应该选内接法;若伏特表示数变化比安培表示数变化大，则说明安培表降压影响较大，应该选外接法.图7-3-2【探究】 有一待测电阻R x ，无法估计其粗略值.某同学应用伏安法进行测量，按图7-3-3所示甲、乙两种电路各测一次，用甲图测得的数据是2.9 V ，4.0 mA;用乙图测得的数据是3.0 V ，3.0 mA.由此可知，应用___________图测量的值误差较小，测量值R x ＝____________.图7-3-3解析:由题中所给数据可以看出，电压表大约变化301，电流表大约变化31，即电流表示数变化明显，说明由电压表引起的误差较大.为避免电压表的影响，应选用乙图测量.答案:乙 1 000 Ω考点二 限流电路和分压电路1.限流电路如图7-3-4所示，实际上滑动变阻器的右边部分并没有电流流过.该电路的特点是:在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围:用用用R R UR U U +≥≥0；电流调节范围:用用用R R U I R U +≥≥0用.即电压和电流不能调至零，因此调节范围较小.要使限流电路的电压和电流调节范围变大，可适当增大R 0.另外，使用该电路时，在接通前滑片P 置于电阻最大的位置.图7-3-42.分压电路如图7-3-5所示，实质上滑动变阻器的左边部分与R 用并联后再与滑动变阻器的右边串联.注意滑动变阻器的两端都有电流流过，且不相同.该电路的特点是:在电源电压不变的情况下，R 用两端的电压调节范围为U ≥U 用≥0，即电压可调到零，电压调节范围大.电流调节范围为0≥≥用用I R E .使用分压电路，当R 0<R 用时，调节性能好.通电前，滑片P 置于A 端，使U 用＝0.图7-3-53.两种用法的选择如果滑动变阻器的额定电流够用，在下列三种情况下必须采用分压接法:（1）用电器的电压或电流要求从零开始连续可调.（2）要求用电器的电压或电流变化范围大，但滑动变阻器的阻值小.（3）采用限流接法时限制不住，电表总超量程，用电器总超额定值.在安全（I 滑额够大，仪表不超量程，用电器上的电流、电压不超额定值，电源不过载）、有效（调节范围够用）的前提下，若R用<R0，原则上两种电路均可采用，但考虑省电、电路结构简单，可优先采用限流接法;而若R 用R0，则只能采用分压电路.考点三螺旋测微器1.构造:如图7-3-6所示是常用的螺旋测微器的小砧A和固定刻度B固定在框架C上，旋钮D、微调旋钮D′、可动刻度E、测微螺杆F连在一起，通过精密螺纹套在B上.图7-3-62.原理:精密螺纹的螺距是0.5 mm，即每旋转一周，前进或后退0.5 mm，把这一周分成50等份，每一等份对应固定刻度上的0.01 mm，即可动刻度每转过一等份，F前进或后退0.01 mm.因此，从可动刻度旋转了多少等份就知道长度变化了多少个0.01 mm.用它测量长度，可以精确到0.01 mm，还可以估读到0.001 mm（即毫米的千分位），因此螺旋测微器又称千分尺.它是把前后方向的微小变化和圆周上的旋转变化对应起来，放大了这种变化.3.读数方法:先从固定刻度B上读出半毫米整数倍的部分，不足半毫米的部分由可动刻度读出，即看可动刻度上的第几条刻度线与固定刻度线上的轴向线重合，从而读出可动刻度示数（注意估读），即有:测量长度＝固定刻度示数+可动刻度示数×精确度（注意单位为mm）.如图7-3-7所示，固定刻度示数为2.0 mm，不足0.5毫米的部分从可动刻度上读的示数为15.5格，最后的读数为2.0 mm＋15.5×0.01 mm＝2.155 mm.图7-3-74.注意事项（1）测量前须校对零点:先使小砧A与测微螺杆并拢，观察可动刻度的零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合，不重合应加以修正.（2）读数时，除注意观察毫米整数刻度线外，还要注意半毫米刻度线是否露出.螺旋测微器要估读，以毫米为单位时要保留到小数点后第三位.（3）测量时，当螺杆F快要接触被测物体时，要停止使用粗调旋钮D，改用微调旋钮D′，当听到“咔、咔”响声时，停止转动微调旋钮D′，并拧紧固定旋钮.这样做，既可保护仪器，又能保证测量结果的准确性.典例精析【例1】用伏安法测量一个定值电阻的阻值，所需器材及规格如下:（1）待测电阻R x（约100 Ω）（2）直流毫安表A（量程0～10 mA，内阻50 Ω）（3）直流电压表V（量程0～3 V，内阻5 kΩ）（4）直流电源（输出电压4 V，内阻不计）（5）滑动变阻器（最大阻值为15 Ω，允许最大电流1 A）（6）电键一个，导线若干条为了较准确地测量电阻阻值，根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线（图7-3-8）.图7-3-8思路点拨:（1）怎样比较R x 、R A 、R V ，以确定测量电路的接法？（2）滑动变阻器能否用限流接法，为什么？解析:本题的电路选择有两种:一是滑动变阻器两种电路的选择;二是伏安法两种电路的选择.若采用限流电路，由题给条件，电路中干路最小电流为mA 24mA 10050154min =++=干I .显然，超过了直流毫安表的量程10 mA.且由变阻器阻值215x R R ＜Ω=知，滑动变阻器应选用并联分压电路，由x R R R R ＞Ω==500V A 0知，应选择外接法.最后画出电路图如图甲所示，实物连线如图乙所示.答案:见解析【例2】 甲、乙两同学使用完全相同的器材用伏安法测量同一未知电阻R x 的阻值.给定器材为:待测电阻R x ;电流表（量程0～5 mA ，内阻约10 Ω）;电压表（量程为0～3 V ，内阻约3 000 Ω）;最大阻值为1 700 Ω的滑动变阻器;电源E （电动势约3 V ）;开关S 、导线若干.两人的测量结果分别由图7-3-9中甲和乙给出.图7-3-9（1）由图甲得R x＝_______，由图乙得R x＝____________.（2）在下面方框中分别画出甲、乙两位同学所用的测量电路，并由测量结果判定__________同学的测量结果较为准确.图7-3-10思路点拨:（1）图线斜率的物理意义是什么？哪个的斜率大？如何计算？（2）用不同的测量电路，其测量值与实际值各有怎样的误差？解析:（1）两图线的斜率表示电阻的测量值，由图R甲=1 060 Ω（在1 060±40内均对）;R乙=730 Ω（在730±40内均对）.（2）因图甲所示直线的斜率大，即测量值大，故甲同学采用的是电流表内接法，乙采用的是外接法.因电阻值远大于电流表内阻，故用内接法较为准确.答案:（1）（1 060±40）Ω（730±40）Ω（2）甲电路如图7-3-11所示.图7-3-11。
2测定金属的电阻率(高考物理电学实验)含答案与解析
2测定金属的电阻率（高考物理电学实验）组卷老师：莫老师评卷人得分一．实验题（共50小题）1．某实验小组欲测定一电阻丝的电阻率和一电源的内阻，寻找到了如下实验器材：一段拉直并固定在米尺上的粗细均匀的电阻丝（电阻丝两端为接线柱，电阻丝上夹有一个可移动的带接线柱的金属夹），直流电源（电动势为E），电流表（内阻为R g），保护电阻（阻值为R0），开关，导线，螺旋测微器等．（1）实验中利用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图甲所示，其示数为d= mm．（2）请在答题卡上补充连接如图乙所示的器材组合成合适的实验电路．（3）实验时闭合开关，调节金属夹的位置，记录电阻丝接入电路中的长度L及对应的电流表示数I；改变金属夹位置进行多次测量，作出关系图线如图丙所示，可求得电阻丝的电阻率ρ=；电源的内阻r=．（用题中所给a、b、c、d、E、R g、R0中的某些量表示）2．在探究“决定电阻丝电阻的因素”实验中，实验小组根据下表中给出的电阻丝，分别探究电阻与长度、横截面积、材料的关系．（1）为探究电阻丝电阻与长度的关系，应选择表中（填写编号）电阻丝进行实验．编号A B C D E F G材料镍铬合金康铜丝锰铜丝长度（m） 1.00.5 1.0 1.5 1.0 1.0 1.0横截面积（mm2） 1.0 1.00.5 1.0 2.0 1.0 1.0（2）实验小组设计了如图甲、乙所示的电路，其中R1和R2为两段电阻丝，为能直观反映两电阻大小比例关系，应选择（选填“甲”或“乙”）电路进行实验．（3）实验小组采用图丙所示装置测量电阻丝的电阻率，通过改变鳄鱼嘴夹子在电阻丝是哪个位置，改变接入电路电阻丝长度，测出接入电路电阻丝长度L和对应的电流表读数I．①请用笔画线代替导线在图丙中将实物电路连接完整．②实验中测出多组I和L的数据，作出﹣L图线，测得图线斜率为k，已知电源电动势为E，电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率ρ=．③关于实验操作过程和误差分析，下列说法中正确的有A．开关闭合前，应将图丙中滑动变阻器的滑片移到最左端B．闭合开关，若电流表指针不偏转，可用多用电表电压档直接检查电路C．测量过程中，滑动变阻器接入电路的电阻应保持不变D．实验误差的主要来源是电流表和电源有内阻．3．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，粗测某电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下器材供选择：A、电池组E（3V，内阻约1Ω）B、电流表A1（0～3A，内阻约为10Ω）C、电流表A2（0～0.6A，内阻约为1Ω）D、电压表V1（0～3V，内阻约为4kΩ）E、电压表V2（0～15V，内阻约为15kΩ）F、滑动变阻器R1（0～20Ω，允许最大电流1A）G、滑动变阻器R2（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）H、开关、导线若干（1）若用螺线管测微器测得金属丝的直径读数如下图所示，则读数为mm；（2）请写出该实验必须使用的器材前面的字母序号．（3）请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中．4．某同学要测量如图甲所示金属圆环材料的电阻率，已知圆环的半径为r．①他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径d如图乙所示，则d= mm；②他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为5V．电键S闭合后，电压表右端接到a点时电压表示数为4.5V、电流表示数为1.8mA，接到b点的电压表示数为4.6V、电流表示数为1.6mA．为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在进行实验（填“a”或“b”）；则圆环接入电路的两点间的电阻值为Ω；此值（填“偏大”、“偏小”或“准确”）；③实验中发现电流表损坏，他又找到另外一个量程为2V，内阻为R1的电压表V1替代电流表完成了实验．实验中电压表V和V1的示数分别为U和U1，改变滑片位置测得多组U、U1数据，他作出了U﹣U1图象为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为k，则金属圆环材料的电阻率的表达式为．（用r、d、k、R1表示）5．某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图1、2、3所示，ab 是一段粗细均匀的金属电阻丝，R0是阻值为6Ω的保护电阻，学生电源的输出电压为10V．电流表可视为理想电表．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径如图1所示，其直径为mm．（2）如图2先接通电源，后闭合电键，发现电流表的示数为零，利用多用电表检查故障（电路中故障只有一处）．先将选择开关旋至直流电压档，测得各点间的电压如下表格．ed间电压ec间电压eb间电压ea间电压eh间电压0V10V10V10V10V由此可以判断电路发生的故障是．（3）排除故障后进行实验，图2中闭合电键k，调节线夹a的位置，记录金属电阻丝ab的长度L和对应的电流表的示数I，根据得到的实验数据，做出了﹣L图象如图3，由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为Ω•m．（π取3，保留1位有效数字）（4）若电流表不能视为理想电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值真实值．（选填“大于”、“等于”或“小于”）6．实验室购买了一盘铜丝，某同学想测出它的电阻率，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得铜丝电阻R x约为7Ω，他想准确地重新测量一下它的电阻，但是身边只有一只定值电阻R0（阻值为10Ω），一只电压表V（量程为0～3V，内阻约为2kΩ），电源E（电动势为6.0V，内阻不计）和电键．（1）如图所示是该同学用螺旋测微器对铜丝直径的测量，请你读出该铜丝的直径是（2）请帮助该同学设计一个测量铜丝电阻的电路图，要求实验中只进行一次测量，画在方框中（3）若在测量时，电压表示数为U，则该铜丝的电阻率的表达式为p=（用所测量的和所给的物理量的符号表示）（4）实验中电阻的测量值比实际值偏大还是偏小？（填“偏大”“偏小”或“无影响”）7．某同学在“测定金属的电阻率”的实验中，主要步骤如下：①用多用电表粗略测量金属丝的电阻值；②用米尺测量金属丝的有效长度L；③用螺旋测微器测量金属丝直径d；④用伏安法测量该金属丝的电阻；⑤根据测得的数据，计算金属丝电阻率的表达式．根据题目要求完成下列问题：（1）步骤③中测量金属丝直径如图1所示，则d=mm．（2）步骤④中为了尽可能准确地测量，要使金属丝两端电压从零开始变化，电压表用0～3V量程，电流表用0～0.6A量程（内阻约为10Ω），且采用电流表外接法，请在图2实物图上用笔画线代替导线把电路按要求连接好．（3）步骤⑤中用测得的金属丝长度L、直径d、金属丝两端电压U、流过金属丝的电流I，计算金属电阻率，其表达式为ρ=．（用L、d、U、I表示）（4）步骤④中之所以采用所述方案，是因为该同学在步骤①中已用多用电表粗略测量其阻值，可供选择的操作步骤如下（机械调零已经完成）：A．观察指针位置，读出电阻阻值B．将两表笔直接接触，进行调零C．把两表笔与电阻两端接触：D．将选择开关扳到欧姆挡“×100”处E．将选择开关旋到OFF档F．将选择开关扳到欧姆挡“×1”处请在上述操作中选择需要的步骤并写出合理的顺序：．8．在“测定金属丝的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图1所示．（1）从图中可读出金属丝的直径为mm．（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时（金属丝的电阻约为5Ω），除被测金属丝外，还有如下实验器材供选择：A．直流电源：电动势约12V，内阻很小；B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω；C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻约为0.1Ω；D．电压表V：量程0～3V，内阻约为10kΩ；E．滑动变阻器R：最大阻值5Ω；F．开关、导线若干为了提高实验的测量精度，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是（填A1，或A2）．（3）根据所选的器材，在图2虚线框中画出完整的实验电路图（要求电阻丝上的电压从零开始变化）．9．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度．测量3次，求出其平均值L．其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d．其中一次测量结果如图乙所示，如图乙中读数为mm．（2）采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值（填“偏大”或“偏小”）．最后由公式ρ=计算出金属丝的电阻率（用上述直接测量的物理量表示）．10．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地测出电阻丝的电阻R x，设计了如图所示实验电路图来完成实验，实验仪器如下：A．待测金属丝（R x约5Ω）B．电压表V（量程1V，内阻R V=1KΩ）C．电流表A（量程0.6A，内阻R A=1Ω）D．定值电阻R1（阻值R1=0.5KΩ）E．定值电阻R2（阻值R2=2KΩ）F．滑动变阻器R3（0～10Ω）G．滑动变阻器R4（0～1000Ω）H．电源（电动势为3V，内阻很小）I．开关、导线若干（1）实验中定值电阻应选用，滑动变阻器应选用（选填仪器前面字母）；（2）用图中电路测量该金属丝的电阻，若某次测量中，电压表的读数为U，电流表的读数为I，该金属丝电阻的表达式为：R x=（用测出或已知的物理量的符号表示）。
实验：测定金属丝电阻率学案及答案
《测定金属的电阻率》实验报告实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，掌握利用电阻定律测定金属的电阻率。
实验原理：部分电路欧姆定律：I U R =； 电阻定律：SL R ρ= 实验器材：金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表（0—3V ）、电流表（0—0.6A ）、电源（3V ）、滑动变阻器（0—20Ω）、开关一个、导线若干【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜实验步骤（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径记录在表格中，取平均值D 求出其横截面积S=πD 2/4. （2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次记录在表格中，求出平均值。
（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线。
注意：避免接线交叉和正负极性接错，开关处于断开状态，滑动变阻器的阻值调到最大（4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I 、U 值，分别计算电阻R 再求平均值，设计表格把多次测量的U 、I 记下来。
注意：（1）测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下，本实验由于安培表量程0~0.60A ，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S ，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。
（2）计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U 和电流I 的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。
图1数据记录处理：测量次数 1 2 3 平均值导线长l/m导线直径d/m导线的横截面积S= （公式）= m2测量次数 1 2 3 电阻平均值电压U/V电流I/A电阻R/Ω所测金属的电阻率ρ= （公式）= Ωm【误差分析】1．测量金属丝直径、长度时出现的偶然误差；2．采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大；3．通电电流太大，时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化。
实验9测定金属的电阻率
实验9测定金属的电阻率【基础】1.在“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作错误的是()A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变【解析】选A、C。
实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它的分流作用很小,应采用电流表外接法,故A、C操作错误。
2.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,为了安全、准确、方便地测出金属丝的电阻R x,设计了如图所示实验电路图来完成实验,实验仪器如下:A.待测金属丝(R x约为5Ω)B.电压表V(量程1V,内阻R V=1kΩ)C.电流表A(量程0.6A,内阻R A=1Ω)D.定值电阻R1(阻值R1=0.5kΩ)E.定值电阻R2(阻值R2=2kΩ)F.滑动变阻器R3(0～10Ω)G.滑动变阻器R4(0～1000Ω)H.电源(电动势为3V,内阻很小)I.开关、导线若干(1)实验中定值电阻应选用,滑动变阻器应选用(选填仪器前面的字母)。
(2)用图中电路测量该金属丝的电阻,若某次测量中,电压表的读数为U,电流表的读数为I,该金属丝电阻的表达式为R x=(用测出或已知的物理量的符号表示)。
【解析】(1)电源的电动势为3V,而电压表V的量程为1 V,内阻R V=1kΩ,必须通过串联电阻来扩大量程,因此定值电阻应选用R2(阻值R2=2kΩ),从而达到3V量程,待测金属丝R x约为5Ω,且滑动变阻器是限流式接法,因此滑动变阻器应选用小电阻,即滑动变阻器R3(0～10Ω)。
(2)电压表的读数为U,那么金属丝与电流表两端的电压为3U,由于电流表的读数为I,则金属丝电阻R x=-R A。
【提高】3.某学生用如图a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10Ω,允许流过的最大电流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=10Ω,R2=30Ω,R3=200Ω,刻度尺、螺旋测微器,开关S,导线若干等。
实验十 测量金属丝的电阻率-2025年物理新高考备考习题
实验十 测量金属丝的电阻率1.[2017·浙江4月选考] 小明用电学方法测量电线的长度.首先,小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm,估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.75×10-8 Ω·m).现有如下实验器材:①量程为0~3 V 、内阻约为3 kΩ的电压表;②量程为0~0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表;③阻值为0~20 Ω的滑动变阻器;④内阻可忽略、输出电压为3 V 的电源;⑤阻值为R 0=4.30 Ω的定值电阻,开关和导线若干.小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.50 A 时,电压表示数如图甲所示,读数为 2.50 V .根据小明测量的信息,图乙中P 点应该 接b (选填“接a ”“接b ”“接c ”或“不接”),Q 点应该 接a (选填“接a ”“接b ”“接c ”或“不接”).小明测得的电线长度为 31.4 m .甲乙[解析] 电压表量程为0~3 V,所以读数为2.50 V;本题的实验电路图如图所示:根据R x +R 0=U U,R x =ρU U,S =πU 24,联立解得L =31.4 m .2.在“测定金属的电阻率”实验中.(1)若测出某合金丝长度为L ,直径为d ,电阻为R ,则该合金丝电阻率的表达式为ρ= πU 2U 4U(用上述字母和通用数学符号表示).(2)按如图所示的电路图测量合金丝的电阻R x .实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:A .待测合金丝R x (接入电路部分的阻值约为5 Ω)B .电源(电动势为4 V,内阻不计)C .电流表(0~3 A,内阻约为0.01 Ω)D .电流表(0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω)E .灵敏电流计G(满偏电流I g 为200 μA,内阻r g 为500 Ω)F .滑动变阻器(0~10 Ω,允许通过的最大电流为1 A)G .滑动变阻器(0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A)H .电阻箱R 0(0~99 999.9 Ω)为了测量准确、调节方便,实验中电流表应选 D ,滑动变阻器应选 F .(均填写仪器前的选项字母)(3)某同学按照图示电路图选择恰当的仪器后,正确连接好电路,将电阻箱接入电路的阻值调为R 0=14 500 Ω,改变滑动触头的位置,进行多次实验,根据实验数据,画出了灵敏电流计G 的示数I G 和电流表A 的示数I A 的关系图线如图所示,由此可知,合金丝接入电路的电阻测量值R x = 4.5 Ω(保留两位有效数字).[解析] (1)由电阻定律可得R =ρUπ(U 2)2,解得ρ=πU 2U 4U. (2)电动势为4 V,待测电阻约为5 Ω,可估算流过待测电阻的电流不超过0.8 A,考虑到还有其他电阻,故电流表应选量程为0~0.6 A 的D,滑动变阻器采用分压式接法,为了测量准确、调节方便,应选最大阻值较小的F .(3)由题意可得,合金丝接入电路的电阻测量值为R x =U G (U g +U 0)U A,整理得I G =U U(U g +U 0)·I A ,结合图像可得U U(U g +U 0)=150×10-60.5,解得R x =4.5 Ω.3.在“测定金属丝电阻率”的实验中,需要测出其长度L 、直径d 和电阻R.(1)在实验中,用螺旋测微器测得导线的直径如图所示,其读数是0.701 mm .请在图中相应刻度处的方框内填入正确数字.(2)欲用伏安法测定一段金属丝的电阻,其阻值约为12 Ω,要求测量结果尽量准确,并且电压、电流测量范围尽可能大一些.下列器材中,电流表应选用A2(填器材的标号,下同),电压表应选用V2,滑动变阻器应选用R1.并画出你设计的实验电路图.A.电池组E(6 V,内阻很小)B.电流表A1(0~3 A,内阻约0.01 Ω)C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.1 Ω)D.电压表V1(0~3 V,内阻约3 kΩ)E.电压表V2(0~6 V,内阻约6 kΩ)F.滑动变阻器R1(0~5 Ω,2 A)G.滑动变阻器R2(0~1 kΩ,1 A)H.开关、导线若干I.待侧金属丝R[答案] 如图所示(3)测得的实验数据如下表,请根据电流表读数补全空缺的数据.U/V1.401.601.802.002.20I/A0.280.320.360.400.44(4)利用第(3)问表格中的数据,在对应的坐标系中描点,并且作出图线.[答案] 如图所示(5)根据作出的图线求得待测电阻为5.0Ω(保留两位有效数字).[解析] (2)电源电动势是6 V,电压表选V2,电路最大电流I=UU=0.5 A,则电流表可选A2,电压从零开始,则滑动变阻器应采用分压接法,由于UU A <U VU,则电流表采用外接法,滑动变阻器的阻值范围应与电阻阻值差不多,方便调节,所以滑动变阻器选R1,实验电路图如图所示.(3)电流表分度值为0.02 A,电流表读数为0.28 A,所以表中空缺的数据为0.28.(4)根据表格中的数据,作出对应的图线如图所示.(5)作出的图线为线性关系,图线的斜率表示待测电阻的大小,则待测电阻R x=UU=5.0 Ω.4.电流表A1的量程为0~200 μA、内电阻约为500 Ω,现要测量其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:电流表A2(与A1规格相同);滑动变阻器R1(0~20 Ω);电阻箱R2(阻值范围为0~9999 Ω);保护电阻R3(阻值约为3 kΩ);电源(电动势E约为1.5 V,内阻r约为2 Ω).(1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.[答案] 如图所示(2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤:a.先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到最大(选填“最大”或“最小”).b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I.c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数再次为I(或仍为I),读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r=R0.[解析] (1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻,因此必须采用分压接法,电路图如图所示.(2)a.实验前R2的阻值应该调节到最大,以保证电表安全;c.替代法最简单的操作是让A2示数不变,则可直接从R2的读数得到电流表的内电阻.5.如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图.以下是备用仪器:A.待测电压表(0~3 V,内阻为1500 Ω左右)B.电源E(4 V,2 A,内阻很小)C.电阻箱(0~999.9 Ω)D.电阻箱(0~9999.9 Ω)E.滑动变阻器(0~20 Ω,3 A)F.滑动变阻器(0~2000 Ω,2 A)G.开关两个,导线若干(1)为保证测量精度,电阻箱应选D,滑动变阻器应选E(填代号).(2)完善下列实验步骤:a.闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至最左端,然后闭合开关K1;b.调节滑动变阻器使电压表指针恰好满偏;c.断开开关K2,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针恰好指在中间刻度(半偏),此时电阻箱的示数为R.那么,该电压表内阻的测量值为R.测量值和真实值比较数值偏大(选填“偏大”“偏小”或“相等”).[解析] (1)在半偏法测电阻的实验中,电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近,故电阻箱应选D,而滑动变阻器采用分压式接法,为了测量准确,故滑动变阻器应选最大阻值较小的E. (2)在测量数据时,电压要从较小数值开始变化,因而滑动变阻器开始时应在最左端;由于采用半偏法测量,因而应断开开关K2,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针恰好指在中间刻度,即半偏,由串联电路知识可知,电压相等,电流相等,因而电压表的内阻的测量值为R.但开关K2断开,电阻增大,分压增大,而电压表示数为原来的一半,电阻箱分压要略大于一半,故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要大.。
高考物理总练习7-4实验(一)测定金属的电阻率
高考物理总练习7-4试验(一)测定金属的电阻率一、选择题1．“测定金属旳电阻率〞试验中，以下操作中错误旳是( )A．用米尺测量金属丝旳全长三次，算出其平均值B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采纳电流表内接线路，屡次测量后算出平均值；D．试验中保持金属丝旳温度不变[答案]AC[解析]应量出金属丝接入电路中旳有效长度，而不是全长；金属丝旳电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采纳电流表外接法，故AC 操作错误·二、非选择题2．(2021·南平适应性检测)不同材料旳物质，电阻率随温度旳变更规律是不同旳，一般金属材料旳电阻率随温度旳上升而增大，而半导体材料旳电阻率那么与之相反，随温度旳上升而减小·某课题探讨组须要探讨某种导电材料旳导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小旳线状元件W做试验，测量元件W旳电压、电流旳变更规律，并作出U－I图象，要求元件W两端电压从零渐渐增大·(1)他们应选用以下图所示四个测量电路中旳________电路进展试验(2)试验测得元件W旳电压与电流旳关系如下图·推断元件W是金属材料还是半导体材料？答：__________________________________________________ ______________________·[答案](1)C (2)半导体材料[解析](1)要求元件W旳电压从零开场渐渐增大，应选滑动变阻器旳分压式连接，元件W电阻较小，电流表采纳外接法，那么C选项正确；(2)由U－I图象可知，电阻随U增大(或温度上升)而减小，所以应为半导体材料·3．(2021·广东卷)某同学测量一个圆柱体旳电阻率，须要测量圆柱体旳尺寸和电阻·(1)分别运用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体旳长度和直径，某次测量旳示数如图(a)和图(b)所示，长度为________cm，直径为________mm·(2)按图(c)连接电路后，试验操作如下：(a)将滑动变阻器R1旳阻值置于最________处(填“大〞或“小〞)；将S2拨向接点1，闭合S1，调整R1，使电流表示数为I0；(b)将电阻箱R2旳阻值调至最________(填“大〞或“小〞)；S2拨向接点2；保持R1不变，调整R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；(3)由此可知，圆柱体旳电阻为________Ω·[答案](1)5.01 5.316(5.310～5.320) (2)(a)大(b)大(3)1280[解析](1)游标卡尺旳精度为0.1mm，所以L＝(50＋1×0.1)mm＝5.01cm，螺旋测微器旳读数为d·(2)为了爱护电流表，在接通电路之前，要使电路中旳总电阻尽可能大，然后渐渐减小电路中旳电阻·旳小灯泡，现要用伏安法描绘这个灯泡旳I－U图象，有以下器材供选用：A．电压表(0～3V，内阻6kΩ)B．电压表(0～15V，内阻30kΩ)C．电流表(0～3A，内阻0.1Ω)D．电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω)E．滑动变阻器(10Ω，2A)F．滑动变阻器(200Ω，0.5A)G．蓄电池(电动势6V，内阻不计)(1)用如下图旳电路进展测量，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)(2)通过试验测得此灯泡旳伏安特性曲线如下图，由图象可求得此灯泡在正常工作时旳电阻为________Ω；(3)假设将此灯泡与电动势6V、内阻不计旳电源相连，要使灯泡正常发光，需串联一个阻值为________Ω旳电阻·[答案](1)A D E (2)10 (3)11[解析]旳实际电流，由R＝U LI可求得电阻；假设将小灯泡与6V电源连接，由U L＝E－ER＋R1R1，可解得R1·5．为测量肯定值电阻R x(约15～20Ω)旳阻值，试验室供应旳主要器材如下：电池组E(电动势约3V)电流表(量程0～0.6A)电压表(量程0～3V)电阻箱R(阻值范围0～999.9Ω)为使测量尽可能精确，某同学用图甲所示电路进展测量·闭合开关，调整电阻箱R旳值，读出电阻箱旳阻值R及对应电表、旳示数，I、U，所得数据如下表所示：次数1234 5R/ΩI/AU/VIUΩ－11RΩ－1完成以下问题：(1)请用笔画线代替导线，将图乙中实物连成试验电路；(2)将电流表、电压表视为志向电表，那么电流表旳示数I 、电压表旳示数U 、电阻箱旳阻值R 及待测电阻R x 四个物理量之间满意旳关系式是________；(3)依据表中给出旳数据，在图丙给出旳坐标系中作出I U －1R 图象；(4)由作出旳I U －1R 图象，可求得电阻R x 旳测量值为R x ＝________Ω(保存3位有效数字)·[答案] (1)如图1所示(2)I U ＝1R ＋1R x(3)如图2所示 (4)16.1(15.3～18.2)[解析] (1)依据原理图连接实物图，这里要留意电表旳正进负出以及把导线接在电阻箱接线柱上；R x 与R 并联，那么U ＝R x ·R R x ＋R I ，整理可得I U ＝1R ＋1R x ·(2)依据数据描点连线，留意让尽可能多旳点落在图象上，不能落在图象上旳点分布在图象两侧，个别点偏离太大那么舍弃不用·(3)由表达式I U ＝1R ＋1R x 结合图象可知，截距为1R x －1，那么R x ·6．(2021·东北三校二模)有一个额定电压为10V 、额定功率在10～15W 之间旳用电器L (该用电器在电路中可用电阻符号表示)，为了测定它旳额定功率，现有下面器材可供选用：A ．电动势为3V 、15V 、50V 旳直流电源各一个(内阻均不计)B ．三种规格旳滑动变阻器各一个：R 1(规格为0～5Ω 3A)、R 2(规格为0～15Ω 2A)、R 3(规格为0～50 Ω 1 A)C ．量程分别为0～0.6A 、0～3A 内阻可忽视旳双量程直流电流表一只D ．量程为0～3V 、内阻为2kΩ旳直流电压表一只E ．阻值为r 1＝2kΩ、r 2＝6kΩ、r 3＝20kΩ旳定值电阻各一个(试验中只能选用一个)F ．开关一个，导线假设干利用上述仪器，为使测量尽可能精确、便利，并使耗电功率最小，请答复： (1)应当选择旳滑动变阻器是______________________________________________________________________________·(2)应当选择旳电流表量程是_____________________________________________________________________________·(3)画出测量电路图·(4)假设电表旳指针如下图，由此可求得该用电器额定功率P ＝________W(结果保存三位有效数字)·[答案] (1)R 2[解析] 由P ＝UI 得，用电器L 旳最大电流为1.5A ，又由R L ＝U 2P 得：用电器L 旳最大电阻为10Ω，为了测量便利和平安，滑动变阻器选用R 2，电流表选用0～3A ，由于选用旳滑动变阻器最大阻值为15Ω，而电路又无特别要求，那么电路选用限流供电，而电压表旳量程较小，须要改装电压表，r 2与电压表串联测电压，由串并联电路特点，3V U 0＝2kΩ2kΩ＋6kΩ，U 0＝12V ，由于电流表旳内阻可以忽视，电流表内接·电路图如下图·电压表旳读数为2.5V ，经计算可知用电器L 两端旳电压U L ＝10V ，电流表旳读数为1.2A ，那么P ＝U L I ·7．(2021·江苏三校联考)实际电流表有内阻，可等效为志向电流表与电阻旳串联·测量实际电流表G 1旳内阻r 1旳电路如下图．供选择旳仪器如下：①待测电流表G 1(0～5mA ，内阻约300Ω)； ②电流表G 2(0～10mA ，内阻约100Ω)； ③定值电阻R 1(300Ω)； ④定值电阻R 2(10Ω)； ⑤滑动变阻器R 3(0～1000Ω)； ⑥滑动变阻器R 4(0～20Ω)； ⑦干电池(1.5V)； ⑧电键S 及导线假设干·(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________·(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图· (3)补全试验步骤；①按电路图连接电路，将滑动触头移至最________端(选填“左〞或“右〞)； ②闭合电键S ，移动滑动触头至某一位置，记录G 1、G 2旳读数I 1、I 2； ③屡次移动滑动触头，记录相应旳G 1、G 2读数I 1、I 2； ④以I 2为纵坐标、I 1为横坐标，作出相应图象，如下图·(4)依据I 2－I 1图象旳斜率k 及定值电阻，写出待测电流表内阻旳表达式____________________________·[答案] (1)③ ⑥ (2)如图(3)①左 (4)r 1＝(k －1)R 1[解析] 依据试验原理，待测电阻r 1＝I 2－I 1I 1R ，因为两电流表旳量程之差与待测电流表旳量程相当，所以与G 1并联旳定值电阻旳阻值与r 1差不多，约为300Ω，可以使G 1示数有较大范围变更减小误差，故定值电阻选R 1；滑动变阻器用旳是分压式接法，应选用阻值较小旳变阻器，选R 4·由r 1＝I 2－I 1I 1R 1＝(I 2I 1－1)R 1，解得r 1＝(k －1)R 1·8．(2021·广东深圳一模)“描绘小灯泡旳伏安特性曲线〞试验中，供应旳试验器材有： A ．小灯泡(额定电压为3.8V ，额定电流约为0.3A) B ．电流表A(0～0.6A ，内阻约为0.5Ω) C ．电压表V(0～6V ，内阻约为5kΩ) D ．滑动变阻器R 1(0～10Ω，2A) E ．滑动变阻器R 2(0～100Ω，0.2A) F ．电源(6V ，内阻不计) G ．开关及导线假设干(1)试验中滑动变阻器选________(选填“R 1〞或“R 2〞)·(2)该同学设计了试验测量电路，通过变更滑动变阻器滑片旳位置，使电流表旳读数从零开场变更，记录多组电压表旳读数U 和电流表旳读数I ·请在图甲中用笔画线代替导线将试验电路连接完整·(3)该同学依据试验数据作出了如图乙旳U －I 图象，依据图象可知小灯泡旳电阻随着电流旳增大而________(选项“增大〞“减小〞或“不变〞)·[答案] (1)R 1 (2)如下图 (3)增大[解析] (1)试验采纳滑动变阻器旳分压式调控， 滑动变阻器应选R 1·(2)电流值和电压值从0开场可调，待测电阻旳最大阻值R x ＝,0.3)Ω≈13Ω，且R x <R A R V ，电流表采纳外接法·(3)由U －I 图象， 小灯泡旳电阻R x ＝UI 随着电流旳增大而增大·。
实验1测定金属的电阻率
实验一：测定金属的电阻率一、实验原理：①用测量电阻的方式测量金属丝的电阻（伏安法、伏伏法、安安法、等效替代法、半偏法等）；②用米尺测量接入电路中金属丝的长度L；（在拉直状态下，测三次取平均值）③用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出其横截面积S；（在三个不同的位置，测三次取平均值）④据电阻定律R=ρL/S，计算出电阻率ρ=RS/L=πd2U/4ILPS：①为幸免温度对电阻的阻碍，应使时刻尽可能短，电流尽可能小；②此电路一样采纳外接式，且应使电表示数偏转较大，以减小读数误差；③数据处置：多次测量U、I值，求出电阻以后，再对电阻取均值\\利用U-I图像求也能够；④实验前，必然要保证电路中的电流最小。
（依据限流式或分压式具体分析）二、考点研析：考点1：游标卡尺和螺旋测微器的读数（1）游标卡尺的读数：方式：主尺（cm）+副尺（n×精度）n:与主尺刻线对齐的第n条线；精度：（10等分）、（20等分）、（50等分）（2）螺旋测微器的读数：方式：读数=固定刻度mm（注意半格是不是露出）+可动刻度（含估读）×考点2：全面考查实验“测定金属的电阻率”例题1：在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属接入电路部份的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值）R.实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约为1Ω），电流表（内阻约Ω），（2）用伏安法测量电阻丝的电阻Xk阻），滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A），开关，导线假设干。
某小组同窗利用以上器电压表（内阻约3ΩR是采纳图2中的_____图(选填“甲”或“乙”)由以上实验数据可知：他们测量X（3）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部份导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。
请依照（2）所选的电路图，补充完成图3中实物图的连线，并使闭合开关的刹时，电压表或电流表不至于被烧坏。
高二物理期末实验专题复习02：测量金属丝的电阻率(答案含解析)人教版
高二物理期末复习实验专题02测量金属丝的电阻率学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、实验题1．（1）在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．电池组（3V）B．电流表（0~3A，内阻约0.0125Ω）C．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）D．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）E．电压表（0~15V，内阻约15kΩ）F．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A）G．滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A）H．电键、导线．Ⅰ.待测电阻是一根均匀材料制成的金属丝（横截面为圆形），用螺旋测微器测量其直径，结果如图所示．由图可知其直径d= mm．Ⅰ．根据实验的实际需要，电流表应选，电压表应选，滑动变阻器应选（填选项号：如A、B、C等）Ⅰ．实验电路应采用电流表接法．（填“内”或“外”）（2）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻约20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻约1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最端；（填“左”或“右”）Ⅰ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是点至点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）Ⅰ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而．（填“不变”、“增大”或“减小”）2．在测定金属电阻率的实验中，如图甲所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d＝______mm．如图乙所示，是多用电表的“×10”欧姆挡经过正确步骤测量金属丝电阻时多用电表指针的位置，则金属丝阻值的测量值R＝______Ω，若测出金属丝长度的测量值为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ＝_______（请用上述测量值d、L、R表示）．3．为了准确地测量阻值约为1200Ω的电阻R x的阻值，该同学用伏安法进行测量，实验室提供下列器材：电压表V（量程为3 V，内阻R V=20 kΩ）；电流表A1（量程为100 mA，内阻约为5 Ω）；电流表A2（量程为10 mA，内阻约为10 Ω）；滑动变阻器R1（最大阻值为2 kΩ，额定电流为0.1 A）；滑动变阻器R2（最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A）；直流电源E（电动势为6 V，内阻约为0.5 Ω）；定值电阻R3=2 kΩ；定值电阻R4=20 kΩ；开关及若干导线。
测定金属的电阻率实验测试题及解析
测定金属的电阻率实验测试题及解析1．(2019·天津高考)现测定长金属丝的电阻率。
(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是________mm 。
(2)利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。
这段金属丝的电阻R x 约为100 Ω，在方框中画出实验电路图，并标明器材代号。
电源E (电动势10 V ，内阻约为10 Ω) 电流表A 1(量程0～250 mA ，内阻R 1＝5 Ω) 电流表A 2(量程0～300 mA ，内阻约为5 Ω) 滑动变阻器R (最大阻值10 Ω，额定电流2 A)开关S 及导线若干(3)11A 2的读数为I 2，则这段金属丝电阻的计算式R x ＝________。
从设计原理看，其测量值与真实值相比 (填“偏大”“偏小”或“相等”)。
解析：(1)d ＝20.0×0.01 mm ＝0.200 mm 。
(2)本题中测量金属丝的电阻，无电压表，故用已知内阻的电流表A 1充当电压表；由于A 1的内阻已知，因此A 2应采用外接法；由于电流表A 1的额定电压U A1＝I m R 1＝1.25 V ，比电源电动势小得多(或滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多)，故电路采用分压式接法，电路图如图所示。
(3)当电流表A 1、A 2读数分别为I 1、I 2时，通过R x 的电流为I ＝I 2－I 1，R x 两端电压U ＝I 1R 1，故R x ＝U I ＝I 1R 1I 2－I 1，不考虑读数误差，从设计原理看测量值等于真实值。
答案：(1)0.200(0.196～0.204均可) (2)见解析图 (3)I 1R 1I 2－I 1相等2．(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。
实验操作如下：(1)螺旋测微器如图所示。
在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A ”“B ”或“C ”)，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
测定金属的电阻率课时训练含答案
课时作业(三十五)测定金属的电阻率[基础训练]1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，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．甲乙(1)由图读得圆柱体的直径为________mm，长度为________cm.(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________.答案：(1)1.845 4.240(2)πD2U 4IL解析：(1)由图读得圆柱体的直径D＝1 mm＋0.5 mm＋34.5×0.01 mm＝1.845 mm，长度L＝42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm.(2)圆柱体的电阻R＝UI＝ρLπ⎝ ⎛⎭⎪⎫D22，得ρ＝πD2U4IL.2．有一个电阻R x，其阻值大约是10 Ω，请选择适当的器材，以便测量其阻值．可供选择的电路如图所示．可供选择的器材是：甲乙A．电动势为4.5 V、内阻不计的电源EB．量程为15 V、内阻为10 kΩ的电压表V1C．量程为3 V、内阻为6 kΩ的电压表V2D．量程为300 mA、内阻为4 Ω的电流表A1E．量程为5 A、内阻为2 Ω的电流表A2F．最大阻值为20 Ω、额定电流为1.5 A的滑动变阻器R1G．最大阻值为500 Ω、额定电流为0.5 A的滑动变阻器R2H．开关和若干导线．则选用的电路是________(填“甲”或“乙”)，选用的器材是________(填序号)．答案：甲ACDFH解析：R x的阻值大约为10 Ω，与电流表内阻接近，因此用电流表外接法，同时R x的大约值小于滑动变阻器的总阻值，因而采用限流式接法，故选用甲电路．电源电动势E＝4.5 V，E＝I m(R x＋R A)，I m＝4.514A＝0.321A＝321 mA或I m＝4.512A＝0.375 A＝375 mA，电流表选D.U＝I m R x＝0.321×10 V＝3.21 V，因而电压表选C.变阻器R1的最大阻值为500 Ω，与R x偏差太大，因此变阻器选F.3．在“测量金属丝电阻率”的实验中，实验所用器材为：电源(电动势3 V，内阻约为1 Ω)、电流表(量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)、电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流2 A)，开关、导线若干．某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：(2)某次测量中，电流表示数如图甲所示．电压表示数如图乙所示，则两读数分别为________A和________V.甲乙(3)任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法正确的是()A．多次测量金属丝直径取平均值，可以减小偶然误差B．由于所用测量仪器均已校准，故测量时可认为没有误差C．实验中电压表内阻引起的误差属于系统误差D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差答案：(1)见解析图(2)0.520 2.30(3)ACD解析：(1)因电流、电压从零起步可调，变阻器采用分压式接法，又R x<R A R V，电流表采用外接法，电路设计如图所示．(2)两表的读数都要估读，电流表的读数为0.520 A，电压表的读数为2.30 V.(3)测量金属丝直径次数越多，取平均值时偶然误差抵消几率越大，A正确；本实验电流表读数偏大，属于系统误差，无法克服，B错误，C正确；用U-I图象处理数据，舍弃偏离直线较远的点，求金属丝电阻可以减小偶然误差，D正确．4．某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：(1)用游标为50分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图甲可知其长度为________cm.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________mm.(3)用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，不论使用电流表内接法还是电流表外接法，都会产生系统误差．为了消除系统误差，某研究性学习小组设计了如图丙所示的测量电路．丙①请完成下列操作过程．第一步：先将R2的滑动触头调到最左端，单刀双掷开关S2合向a，然后闭合开关S1，调节滑动变阻器R1和R2，使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程)，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.第二步：保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变，________________.②根据以上记录数据写出被测电阻R x的表达式R x＝________.答案：(1)5.050(2)4.700(3)①将单刀双掷开关S2合向b，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2②U1I1－U2I2解析：(1)由题图甲可以看出，整毫米数是50，再看游标尺，第25条刻度与主尺刻度对齐，精度是0.02 mm，所以游标卡尺的读数是5.050 cm.(2)由题图乙可以看出，整毫米数是4，半毫米刻度已露出，所以主尺读数是4.5 mm.再看可动刻度，正好是第20个刻度与固定刻度对齐，精度是0.01 mm，所以螺旋测微器的读数是4.700 mm.(3)①将单刀双掷开关S2合向b，读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.②当单刀双掷开关S2合向a时有R x＋R A＋R1＝U1I1；当单刀双掷开关S2合向b时有R A＋R1＝U2I2，解以上两式得R x＝U1I1－U2I2.5．某同学测量阻值约25 kΩ的电阻R x，现备有下列器材：A．电流表(量程100 μA，内阻约2 kΩ)；B．电流表(量程500 μA，内阻约300 Ω)；C．电压表(量程15 V，内阻约100 kΩ)；D．电压表(量程50 V，内阻约500 kΩ)；E．直流电源(20 V，允许最大电流1 A)；F．滑动变阻器(最大阻值1 kΩ，额定功率1 W)；G．开关和导线若干．(1)电流表应选________，电压表应选________(填器材号)．(2)该同学正确选择仪器后连接了如图所示电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①_____________________________________________________________；②____________________________________________________________.答案：(1)B C(2)①电流表应采用内接法②滑动变阻器应采用分压式接法解析：(1)本题中，待测电阻R x的阻值约为25 kΩ，直流电源电动势为20 V，经粗略计算电路中的最大电流I max≈ER＝20 V25×103Ω＝800 μA，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来，电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C.(2)由题图可知，电路在接线上存在的问题为：①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压式接法．6．理想电压表内阻无穷大，而实际电压表并非如此，现要测量一个量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ电压表的阻值．实验室备有以下器材：A．待测电压表V1：量程为0～3 V，内阻约为3 kΩB．电压表V2：量程为0～6 V，内阻约为6 kΩC．滑动变阻器R1：最大值20 Ω、额定电流1 AD．定值电阻R0E ．电源：电动势6 V ，内阻约为1 ΩF ．开关一个、导线若干(1)利用以上器材设计如图甲所示测量电路，请你按图示电路将图乙的实验仪器连接起来．甲 乙 丙(2)请写出按该电路测量电压表V 1内阻R V 的表达式．并指出表达式中各物理量的含义：____________________________________________________.(3)在正确连接电路后，闭合开关S ，不断地调节滑动变阻器R 1滑片位置，记录多组电压表V 1、V 2示数，作出U 2-U 1图线如图丙所示．若R 0＝1 480 Ω，由图线上的数据可得R V ＝________Ω.答案：(1)如图所示 (2)R V ＝U 1U 2－U 1R 0，其中U 1、U 2分别为电压表V 1、V 2的示数，R 0是定值电阻的阻值 (3)2 960解析：(2)由欧姆定律有U 2－U 1R 0＝U 1R V ，解得R V ＝U 1U 2－U 1R 0，其中U 1、U 2分别为电压表V 1、V 2的示数，R 0是定值电阻的阻值；(3)由电路的电压关系可得U 2＝U 1⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋R 0R V ，由U 2-U 1图象可知，斜率k ＝1＋R 0R V＝1.5，若R 0＝1 480 Ω.则R V ＝2 960 Ω. [能力提升]7．某同学要把一个量程为200 μA 的直流电流计Ⓖ改装为量程为4 V 的直流电压表．(1)他按如图所示电路，用半偏法测定电流计Ⓖ的内电阻r g ，其中电阻R 0约为1 kΩ.为使r g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用________，电阻R1应选用________，电阻R2应选用________．(选填器材前的字母)A．电源(电动势为1.5 V)B．电源(电动势为6 V)C．电阻箱(0～999.9 Ω)D．滑动变阻器(0～500 Ω)E．电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0～5.1 kΩ)F．电位器(0～51 kΩ)(2)该同学在开关断开的情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大．后续的实验操作步骤依次是：________，________，________，________，最后记录R1的阻值并整理好器材．(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)a．闭合S1b．闭合S2c．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度d．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半e．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半f．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的R1的阻值为300.0 Ω，则图中被测电流计Ⓖ的内阻r g的测量值为________Ω，该测量值________(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值．(4)给电流计Ⓖ________(填“串”或“并”)联一个阻值为________kΩ的电阻，就可以将该电流计Ⓖ改装为量程为4 V的电压表．答案：(1)B C F(2)b c a e(3)300.0略小于(4)串19.7解析：(1)利用半偏法测量电流计的内阻时，所选滑动变阻器的阻值必须大于电路所需的最小电阻，根据电路的路端电压等于电源电动势，电路中的最大电流为电流计的满偏电流，则最小阻值为60.2×10－3 Ω＝30 kΩ 或 1.50.2×10－3 Ω＝7.5 kΩ，考虑到保护电路电阻R 0＝1 kΩ，则可知调节滑动变阻器使电流计满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29 kΩ或6.5 kΩ，所以电路图中的滑动变阻器R 2不能选择D 和E ，只能选择F.电流计满偏时，滑动变阻器的阻值越大，实验的误差越小，所以电源应选择电动势为6 V 的B ，而且电位器F 的阻值也满足调节所需．R 1是用来测量电流计内阻的电阻箱，只能选C.(2)实验步骤为：第一步闭合S 2(b)，第二步调节R 2的阻值，使电流计满偏(c)，第三步闭合S 1(a)，第四步调节R 1的阻值，使电流计半偏(e)．第五步读出R 1的示数，此即为待测电流计的内阻．(3)R 1的示数即为待测电流计的内阻，为300.0 Ω.闭合S 1后，电路中的总电阻减小，当电流计半偏时，干路电流就大于电流计的满偏电流，流过电阻箱的电流就大于流过电流计的电流，所以电阻箱的阻值略小于被测电流计的内阻．(4)给电流计串联一个电阻可以改装成电压表，可得改装电压表的内阻为R V ＝U m I g ＝40.2×10－3 Ω＝20 kΩ，则串联电阻的大小为20 kΩ－300.0 Ω＝19.7 kΩ.。
实验专题八 测定金属丝电阻率（含答案）
实验专题八测定金属丝电阻率1.实验目标(1).进一步掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.(2).掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法.(3).学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率．2.实验原理(1)．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝UI)．由于金属丝的电阻较小，选择电流表外接法；由于不要求电压必须从0开始调节，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法．请在方框内画出实验电路原理图．(2)．用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝πd24)．(3)．由电阻定律R＝ρlS，得ρ＝RSl＝πd2R4l＝πd2U4lI，求出电阻率．3.实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器．4.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录．螺旋测微器的原理及读数方法①构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度．②原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F 前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．③读数：a.测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．b.测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．(2)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，并记录．游标卡尺的原理及读数方法①构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图所示)②用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．③原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：(4)对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度) mm.(3)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路．(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材．5.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：1.计算法：利用每次测量的U、I值分别由公式R＝UI计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果．2.图象法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率求出电阻R.6.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法．(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态．(3)测量l时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化．【典例1】某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为cm 和mm。