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必修部分电学实验最新模拟题冲刺
专题5 测量导体的电阻率(提高篇)
1. (2024 北京东城期末)在“测量金属丝的电阻率”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,用米尺测出金属丝的长度L,先用伏安法测出金属丝的电阻R(约为5Ω)、然后计算出该
金属丝的电阻率。
(1)从图中读出金属丝的直径D 为________mm;
(2)实验室有两节干电池、开关、若干导线及下列器材:
A.电压表0~3V,内阻约3kΩ
B.电压表0~15V,内阻约15kΩ
C.电流表0~0.6A,内阻约0.2Ω
D 电流表0~3A,内阻约0.1Ω
要求较准确地测出金属丝的阻值,电压表应选________,电流表应选________(选填选项前的字母);
(3)在坐标纸上建立U、I 坐标系,并描绘出U-I 图线。由图像得到金属丝的阻值R=________Ω(保留2 位
有效数字);
(4)写出计算金属丝电阻率的表达式________(用“D”“L”“R”表示)。
【参考答案】 (1) ①. 0.400 (2) ②. A ③. C
1
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(3) ④. 4.4##4.5 (4) ⑤.
【名师解析】
(1)[1]固定刻度读数
0mm,可动刻度读数为
所以最终读数为
(2)[2]因为每节干电池的电动势为1.5V,两节干电池的电动势一共3V,所以应该选择量程为0~3V 的电压
表,故选A;
[3]因为金属丝的电阻大约为5Ω,流过电流表的最大电流约为
故选量程为0~0.6A 的电流表,故选C;
(3)[4]根据U-I 图可知图线斜率为4.5,所以金属丝的阻值R=4.5Ω;
(4)[5]根据
可得
2. (2024 山东青岛期末)某同学买了一卷铜导线,想在不拆散导线卷情况下,估测该卷铜导线的长度。
(1)该同学剥去导线末端的少许绝缘皮,用螺旋测微器测铜导线直径,如图(a)所示,该铜导线直径为
__________mm。
2
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(2)该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻Rx,电路图如图(b)所示,其中R1=0.90Ω,
R2=100Ω,G 为灵敏电流计,R3为电阻箱,电路其余部分电阻均不计。
①开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于_________端(填“A”或“B”);
②闭合开关并移动变阻器滑片,发现电流计有示数。调节电阻箱,使电流计指针稳定指向中央零刻度线,
此时电阻箱阻值如图(c)所示,则该卷铜导线的电阻为__________Ω;
③已知铜导线的电阻率约为
,该同学测得导线的实际长度约为__________m(π 取3,最终
结果保留整数)
【参考答案】 (1) ①. 2.280 (2) ②. A ③. 0.6 ④. 130
【名师解析】
(1)[1]螺旋测微器的精确值为
,由图可知该铜导线直径为
(2)①[2]开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于A 端;
②[3]调节电阻箱,使电流计指针稳定指向中央零刻度线,此时电阻箱阻值为
根据
可得该卷铜导线的电阻为
3
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③[4]根据电阻定律可得
解得导线的实际长度约为
3. (2024 浙江金华期末)某小组在“测量一根粗细均匀金属丝电阻率”的实验中,操作步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其读数都如图甲所示,则金属丝直径为______mm。
(2)为了使测量更加精确,该小组同学准备用伏安法测该金属丝的电阻(电阻约为
),实验室中有
以下器材:
A.两节干电池
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为0.5Ω;量程3A,内阻约为0.02Ω)
C.电压表V(量程3V,内阻约为3KΩ;量程15V,内阻约为15KΩ)
D.滑动变阻器
(
,3A)
E.滑动变阻器
(
,0.5A)
F.开关、导线若干
①为了减小实验误差并且能多测几组数据,滑动变阻器应选用______(填“D”或“E”)。
②如图乙所示,该小组同学已经连好实物电路,其中有两条导线连接有误,请你判断连线有误的导线序号
是______和______。
4
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③连好电路后,该组同学将鳄鱼夹夹在金属丝的不同位置,测量其接入电路部分的长度L,并算出不同长
度接入时的电阻,并画出电阻R 与接入电路的长度L 之间的关系,如图丙所示,则根据图像和题中信息可
求得该金属丝的电阻率为______
(π 取3,结果保留2 位有效数字)。
【参考答案】(1) ①.
(2) ②. D ③. ② ④. ⑤ ⑤.
【名师解析】
(1)[1]根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
(2)①[2]为了减小实验误差并且能多测几组数据,即电路的测量范围宽广一些,控制电路应采用滑动变
阻器的分压式,为了确保测量数据的连续性强一些,滑动变阻器选择总阻值小一些的,即滑动变阻器应选
用D。
②[3]结合上述可知,滑动变阻器采用分压式,可知,控制电路中导线⑤的连线有误;
[4]金属丝的电阻较小,电压表的内阻比金属丝电阻大得多,测量电路中,电流表的分压影响大,实验时,
为了排除电流表的分压影响,测量电路采用电流表外接法,由于电源为两节干电池,电动势约为3V,则电
压表选择量程3V,金属丝的电阻约为
,通过的电流约为
为了确保电流表测量的精度,电流表选择0.6A,可知,测量电路中导线②的连线有误。
③[5]根据电阻定律有
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其中
解得
结合图丙有
其中
解得
4. (2024 山东济南期末)某小组测量一段电阻丝的电阻率,先用欧姆表测出其阻值约为
,为了较准
确的测量,选用以下仪器:电源(
,内阻可不计)、滑动变阻器(阻值为
)、电流表(
,内阻约
)、电压表(
,内阻约
)、开关和导线若干。
(1)用图甲中的螺旋测微器测量直径时,将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间,先旋动__________,当测
微螺杆快靠近物体时,再旋动__________,直到听见“喀喀”的声音,再扳动__________并读数。上述操作
选择的部位依次是__________;
A
、
、
B.
、
、
C.
、
、
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测量结果如图乙所示,直径
__________mm;
(2)请将电路实物连线补充完整______;
(3)闭合开关前,滑动变阻器
滑片应置于__________端(填“
”或“
”);用刻度尺测量其长度
,某
次实验电压表的示数为
,电流表的示数为
,用实验测量的物理量
、
、
、
表示电阻率,则表达
式为
__________;
(4)不考虑偶然误差,通过该实验测得的电阻率__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【参考答案】(1) ①. B ②. 2.960##2.959##2.961
(2) ③.
(3)④. a ⑤.
(4) ⑥. 小于
【解析】
【详解】(1)[1] 用图甲中的螺旋测微器测量直径时,将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间,先旋动旋钮
b,当测微螺杆快靠近物体时,再旋动微调旋钮c,直到听见“喀喀”的声音,再扳动锁紧装置a 并读数。
故选B。
[2]螺旋测微器上的读数为
(2)[3]由于滑动变阻器的阻值比所测电阻的阻值小的多,所以滑动变阻器用分压式接法,根据
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所以电流表采用外接法,故补充完整的实物电路如图所示
(3)[4][5]滑动变阻器的滑片置于a 端,短路了工作电路,同时可以使电路的总电阻达到最大,可以起到
保护电路的目的,根据电阻定律
可知
(4)[6]本实验采用的是外接法,通过该实验测得的电阻值小于真实值,故所测电阻率也小于真实值。
5. (2024 海南海口市质检) 在“测量金属丝的电阻率”实验时,提供了如下实验器材:
A. 待测金属丝 Rx;
B. 毫米刻度尺;
C. 螺旋测微器;
D. 直流电源:电动势约 3V,内阻很小;
E. 电压表 V∶ 量程0~3V, 内阻约为 5kΩ;
F. 电流表 A1∶ 量程0~0.6A, 内阻约为0.5Ω;
G 电流表 A2∶ 0~3A, 内阻约0.1 Ω;
H. 滑动变阻器R1∶ 最大阻值 5Ω;
I. 滑动变阻器 R2∶ 最大阻值 100Ω; J.开关、 导线若干。
(1)用毫米刻度尺测量金属丝长度 L,用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,则金属丝的直径
d=_________________mm。
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(2) 实验电路如图乙所示,为了提高金属丝电阻的测量精度,在可供选择的器材中,应该选用的电流表
是__________________(选填“A1”或“A2”) 。 应该选用的滑动变阻器是___________________选填
“R1”或“R2”) 。
(3)根据所选的器材,在图丙中完成实物电路的连接。_________________________
(4)某小组同学正确进行实验操作,测出多组电压表、电流表的读数,在坐标纸上描点作出 U-I 图像,
测出图线的斜率为 k,则该金属丝的电阻率为_____________(各量均用字母表示) 。
【参考答案】 ①. )0.350 ②. A1 ③. R1 ④. 见解析 ⑤.
【名师解析】
(1)[1]由图示螺旋测微器可知,其示数为:0mm+35.0×0.01mm=0.350mm;
(2)[2][3]直流电源允许通过的最大电流约为几百毫安,所以电流表应选A1;滑动变阻器时分压接法,所
以采用量程比较小的R1。
(3)[4]根据所选
器材和电路图,连接实物图如下
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(4)[5]由电阻定律有
又由欧姆定律有
联立解得
所以
图线斜率为
得
6. (2024 深圳龙岗期末)某同学做“测量金属丝
的电阻率
的实验。
(1)用螺旋测微器测定金属丝的直径
,示数如图a 所示,可读得
________________
。
(2)如图b,已知电流计
的满偏电流
内阻
,电路中已将虚线框内改装为量程
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的电流表,则电阻
________________
(取二位有效数字)。
(3)根据图b 把实物图c 连接完整________________。
(4)考虑电压表内阻的影响,电阻
的测量值________________真实值(填“大于”或“小于”)。
(5)计算该金属丝电阻率的表达式为:
________________(用金属丝直径
、金属丝接入电路长度
、电压表示数
、电流计
示数
,内阻
、电阻
表示)
【参考答案】 (1) ①. 0.607##
##0.609 (2)②. 1.0
(3)③.
(4) ④. 小于 (5) ⑤.
【名师解析】
(1)[1]根据螺旋测微器读数规则,可知固定刻度为0.5mm,可动刻度为
,得金属丝的直
径
为
故填0.608;
(2)[2]如图b 可知,当电流计
的满偏时,当I=0.6A 时,由欧姆定律得R1电阻
故填1.0;
(3)[3]根据如图b 所示电路进行连接如图所示
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(4)[4]考虑电压表内阻,可知电压表会分流,致使所测电流偏大,根据欧姆定律可知电阻
的测量值会
偏小,故填小于;
(5)[5]根据如图b 电路可知,电路总电流为
由欧姆定律得
由电阻决定式
联立解得
故填
。
7.(10 分)(2024 安徽合肥一模)某同学要测量一段金属丝的电阻率,实验室提供的实验器材有:
A.粗细均匀的待测金属丝,长度为0.5m,电阻约3Ω
B.电压表(0~3V、内阻约3kΩ)
C.电流表(0~0.6A、内阻约3Ω)
D.滑动变阻器(最大阻值5Ω)
E.毫米刻度尺、螺旋测微器
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F.两节干电池、开关S 及导线若干
请完成以下内容:
(1)用螺旋测微器测金属丝直径,首先未放被测物时,调节螺旋测微器,拧动微调旋钮使测微螺杆与测
砧相触时,发现固定刻度的横线与可动刻度的零刻度线未对齐,如图1 所示,该示数为___________mm,
螺旋测微器夹有金属丝时示数如图2 所示,该示数为___________mm。
(2)该同学根据图3 的电路图进行了实物连线,请在图4 中补全连线。
(3)连接好电路后,将滑动变阻器触头调到最左端,闭合开关S,调节滑动变阻器的触头位置,记录电压
表示数U 和对应的电流表示数I,再调节滑动变阻器的触头位置得到多组U、I 数据,如下表:
U/V
0.58
0.70
0.91
0.95
1.20
1.38
I/A
0.20
0.24
0.28
0.33
0.42
0.48
图5 为采用上表数据描绘出的点,请在答题卡上的图中补全数据点,并作出U-I 图像。
由图像可得金属丝的电阻值
___________
,电阻率
___________
.(均保留2 位有效数
字)
【参考答案】(1)(1)0.180;0.680;
(2)
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(3)
2.9(2.7-3.1);
【名师解析】(1)未放被测物时,调节螺旋测微器,拧动微调旋钮使测微螺杆与测砧相触时,发现固定
刻度的横线与可动刻度的零刻度线未对齐,如图1,该示数为0.180mm;螺旋测微器夹有金属丝时如图2
所示,该示数,0.5mm+0.180mm=0.680mm。
(2)根据图3 的电路图,铅笔画线代替导线,将开关另一接线柱和滑动变阻器右侧下方接线柱画线连接。
(3)将第4、5 两组数据描在坐标图中,过尽可能多的点画出直线,作出U-I 图像。由欧姆定律U=RI,。
可知作出的U-I 图像斜率等于金属丝的电阻,Rx=2.9Ω。由电阻定律Rx=ρ
,L=0.5m,电阻丝直径
d=0.680mm -0.180mm =0.500mm,S=
,解得电阻率ρ=1.1×10-6Ω·m。
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