【物理】2020届一轮复习人教版实验：测定金属的电阻率作业

【物理】2020届一轮复习人教版实验：测定金属的电阻率作业

测定金属的电阻率 ‎1．某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度，测量结果如图17(a)和(b)所示。该工件的直径为__________cm，高度为__________mm。‎ 图17‎ 解析　游标卡尺读数为d＝12 mm＋4× mm＝12.20 mm＝1.220 cm 螺旋测微器的读数为h＝6.5 mm＋36.0× 0.01 mm＝6.860 mm 答案　1.220 　 6.860‎ ‎2．用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω)，实验室提供如下器材：‎ 电池组E：电动势3 V，内阻不计；‎ 电流表A1：量程0～15 mA，内阻约为100 Ω；‎ 电流表A2：量程0～300 μA，内阻为1 000 Ω；‎ 滑动变阻器R1：阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A；‎ 电阻箱R2：阻值范围0～9 999 Ω，额定电流1 A；‎ 开关S、导线若干。‎ 要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值，请回答下列问题：‎ ‎(1)为了测量待测电阻两端的电压，可以将电流表______(填写器材代号)与电阻箱串联，并将电阻箱阻值调到________Ω，这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。‎ ‎(2)在图18中画完整测量Rx阻值的电路图，并在图中标明器材代号。‎ 图18‎ ‎(3)调节滑动变阻器R1，两表的示数如图19所示，可读出电流表A1的示数是________mA，电流表A2的示数是________μA，测得待测电阻Rx的阻值是________。本次测量存在一定的系统误差，考虑这个原因测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)。‎ 图19‎ 解析　(1)把A2和R2串联起来充当电压表，此电压表量程为3 V，R2＝－RA2＝ Ω－1 000 Ω＝9 000 Ω。‎ ‎(3)由图19可知，电流表A1的示数为8.0 mA，电流表A2的示数是150 μA，待测电阻阻值为 Rx＝ Ω＝187.5 Ω。‎ 采用电流表外接法测量的电流值偏大，因此测量的电阻偏小。‎ 答案　(1)A2　9 000　(2)电路如图　(3)8.0　150　187.5 Ω　偏小 ‎3．(2019·黑龙江哈尔滨模拟)测定电流表内阻的实验中备用的器材如下：‎ A．电流表(量程0～100 μA，内阻Rg约为几百欧)‎ B．标准电压表(量程0～5 V)‎ C．电阻箱(阻值范围0～999.9 Ω)‎ D．电阻箱(阻值范围0～99 999.9 Ω)‎ E．电源(电动势2 V，内阻不为零)‎ F．电源(电动势6 V，内阻不为零)‎ G．滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω，额定电流1.5 A)，开关和导线若干 甲 图20‎ ‎(1)采用如图20甲所示的电路测定电流表的内阻，且要求较高的测量精度，那么从以上备用器材中，电阻箱R1应选用________，电阻箱R2应选用________，电源E应选用________。(填写字母代号)‎ ‎(2)实验时要进行的步骤有：‎ A．闭合开关S1；‎ B．闭合开关S2；‎ C．将电阻箱R1的阻值调至最大；‎ D．调节电阻箱R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；‎ E．调节电阻箱R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；‎ F．记下电阻箱R2的阻值R′。‎ 把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上的空白处：‎ ‎①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________。‎ ‎(3)如果在步骤F中R2的阻值为600 Ω，则图甲中电流表内阻Rg的测量值为________ Ω。‎ ‎(4)如果要将(3)中的电流表改装成量程为0～5 V的电压表，则改装的方法是与电流表________联一个阻值为________ Ω的电阻。‎ ‎(5)图乙所示器材中，一部分是将电流表改装为电压表所需的，其余是为了把改装成的电压表跟标准电压表进行核对所需的(要求对0～5 V的所有刻度都能在实验中进行核对)。试在图乙的实物图中画出连线。‎ 解析　(1)开关S2打开与闭合，近似认为干路中电流不变，必须有R1Rg。故实验器材选择应满足：①R1尽可能大；②电源电动势尽可能大。所以R1选用大阻值范围的电阻箱D，R2选用阻值范围和电流表内阻相近的电阻箱C，电源选用电动势较大的F。‎ ‎(2)根据半偏法测电阻原理，操作步骤为：按如图所示的电路图连接好电路；将电阻箱R1的阻值调到最大；闭合开关S1；调节电阻箱R1的阻值，使电流表指针偏转到满刻度；闭合开关S2；调节电阻箱R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度的一半；记下电阻箱R2‎ 的阻值。故实验步骤的合理顺序是CADBEF。‎ ‎(3)如果在步骤F中电阻箱R2的阻值为600 Ω，则图甲中电流表内阻Rg的测量值为Rg＝R2＝600 Ω。‎ ‎(4)如果要将(3)中的电流表改装成量程为0～5 V的电压表，则改装的方法是与电流表串联一个电阻，阻值为 －Rg＝(－600) Ω＝49 400 Ω。‎ ‎(5)校对电压表时，电压表的电压应从零开始变化，故滑动变阻器应采用分压式接法，标准电压表与改装后的电压表应并联，实物图连线如图所示。‎ 答案　(1)D　C　F　(2)C　A　D　B　E　F　(3)600　(4)串　49 400　(5)如解析图所示 ‎4．(2018·全国卷Ⅲ，23)一课外实验小组用如图21所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验：‎ ‎(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；‎ 图21‎ ‎(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；‎ ‎(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数U2；‎ ‎(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)；‎ ‎(5)重复步骤(3)，得到如下数据：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U1/V ‎0.25‎ ‎0.30‎ ‎0.36‎ ‎0.40‎ ‎0.44‎ U2/V ‎0.86‎ ‎1.03‎ ‎1.22‎ ‎1.36‎ ‎1.49‎ ‎3.44‎ ‎3.43‎ ‎3.39‎ ‎3.40‎ ‎3.39‎ ‎(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝________ Ω。(保留1位小数)‎ 解析　开关S2掷于1端，由欧姆定律可得通过Rx的电流I＝，将开关S2掷于2端，R0和Rx两端电压为U2，Rx两端电压为U＝U2－U1，由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx＝＝R0＝R0。5次测量所得的平均值为(3.44＋3.43＋3.39＋3.40＋3.39)＝3.41，代入得Rx＝(3.41－1)×20.0 Ω＝48.2 Ω。‎ 答案　(1)实物连线如图　(4)R0　(6)48.2‎ ‎ ‎