2018年高考物理第一轮复习课时跟踪练：第8章第3讲 实验八：测定金属的电阻率 (含解析)

第八章   恒定电流第三讲   实验八：测定金属的电阻率课时跟踪练1. (2018·太原模拟)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图甲所示，测量金属板厚度时的示数如图乙所示．图甲所示读数为________mm，图乙所示读数为______mm，所测金属板的厚度为______mm.解析：依据螺旋测微器读数的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上读出，而在螺旋尺上要估读到千分之一毫米，则图甲读数为0.010 mm，图乙读数为6.870 mm，故金属板的厚度d＝6.870 mm－0.010 mm＝6.860 mm.答案：0.010(0.009或0.011也对)　6．870(6.869或6.871也对)　6．860(6.858～6.862均对)2. (2018·临沂模拟)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．(1)由上图读得圆柱体的直径为____________cm，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为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________．解析：(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm＋34.4×0.01 mm＝1.844 mm＝0.184 4 cm；游标卡尺的读数为42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm.(2)圆柱体的横截面积为S＝π，由电阻定律R＝ρ和欧姆定律R＝可知，ρ＝.答案：(1)0.184 4　4.240　(2)3．(多选)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：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．答案：AC4. (2018·青岛模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材：A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A)F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)H．开关S，导线若干(1)为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．(2)为了减小实验误差，应选用图甲中________(选填“a”或“b”)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来．解析：(1)由电池E决定了电压表选V1；结合Rx粗略计算电流在600 mA内，故选A2；由Rx约为5 Ω确定变阻器选R1，故应选器材有A、D、E、G、H.(2)因A2的内阻不能满足远小于Rx，电流表应外接，故选图b.实物连接如图所示．答案：(1)A、D、E、G、H　(2)b　实物图连接见解析5. (2018·恩施模拟)为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀单掷开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：(1)将S拨向接点1，接通S1，调节________，使待测微安表头指针偏转到适当位置，记下此时________的读数I；(2)然后将S拨向接点2，调节________，使________，记下此时RN的读数；(3)多次重复上述过程，计算RN读数的________，此即为待测微安表头内阻的测量值．解析：本题方法为替代法．当S接1与接2时通过电路的电流I相同，可知待测微安表头的内阻与RN的电阻相同．答案：(1)R0　标准电流表(或A0)(2)RN　标准电流表(或A0)的读数仍为I(3)平均值6. (2018·石家庄模拟)为了更准确地测量某电压表的内阻RV(RV约为3.0×103 Ω)，该同学设计了如图所示的电路图，实验步骤如下：A．断开开关S，按图连接好电路；B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C．将电阻箱R0的阻值调到零；D．闭合开关S；E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V位置；F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；G．断开开关S.实验中可供选择的实验器材有：a．待测电压表b．滑动变阻器：最大阻值2 000 Ωc．滑动变阻器：最大阻值10 Ωd．电阻箱：最大阻值9 999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ωe．电阻箱：最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ωf．电池组：电动势约6 V，内阻可忽略g．开关、导线若干按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：(1)要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(选填“b”或“c”)，电阻箱中选用________(选填“d”或“e”)．(2)电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真(选填“＞”或“＜”)；若RV越大，则越________(选填“大”或“小”)．解析：(1)滑动变阻器选择分压式接法，故选择阻值较小的，c可用；电压表半偏时，所串联变阻箱电阻约为3 000 Ω，故变阻箱选择d.(2)由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有R测>R真，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小．答案：(1)c　d　(2)>　小7. (2018·潍坊模拟)为了精确测量某一玩具电动机中导线圈的电阻．某实验小组设计了如图甲所示的电路．可供选择的实验仪器如下：电流表A1(0～3 A，内阻约5 Ω)；滑动变阻器R1(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)；电流表A2(0～100 mA，内阻约10 Ω)；滑动变阻器R2(0～50 Ω，额定电流2 A)；多用电表；定值电阻R0＝20 Ω；电源(3 V、内阻约1 Ω)及开关等，导线若干．(1)请按图甲将图乙实物图连接完整；(2)应选择的电流表是________，滑动变阻器是________(填写符号)；(3)测量过程中应保证电动机______(选填“转动”或“不转动”)；(4)为防止烧坏电动机，实验中要分次读取数据，由实验测得的数据已在图丙的U­I图中标出，请你完成图线．并由图线求出玩具电动机中导线圈的电阻R＝__________Ω(保留两位有效数字)．解析：(1)按原理图连线，见答案图．(2)由题中的UI图象可知，电流表选A2，为使电路调节方便，滑动变阻器选R2.(3)若电动机转动会有机械能的转化，此时电动机就是非纯电阻电路，不能满足欧姆定律成立的条件，故要在测量过程中应保证电动机“不转动”．(4)将图象连成直线，见答案图，并求出图象的斜率，即为合电阻，则待测的电动机的电阻R＝18 Ω.答案：(1)如图(1)所示　(2)A2　R2(3)不转动　(4)如图(4)所示　18图(1)图(4)