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1、第七章 實驗八 測定金屬的電阻率
(同時練習(xí)使用螺旋測微器)
1.在“測定金屬的電阻率”的實驗中,由ρ=可知,對實驗結(jié)果的準確性影響最
大的是 ( )
A.導(dǎo)線直徑d的測量 B.電壓U的測量
C.電流I的測量 D.導(dǎo)線長度的測量
解析:四個選項中的四個物理量對金屬絲的電阻率均有影響,但影響最大的是直徑d,
因為在計算式中取直徑的平方.A項正確.
答案:A
2.分別用圖實-8-10所示的
2、(a)、(b)兩種電路測量同一未知電阻的阻值.圖(a)中兩表的
示數(shù)分別為3 V、4 mA,圖(b)中兩表的示數(shù)分別為4 V、3.9 mA,則待測電阻Rx的真
實值為 ( )
A.略小于1 kΩ B.略小于750 Ω
C.略大于1 kΩ D.略大于750 Ω
解析:先判斷采用的測量方法,由于在兩種不同的接法中電壓表的示數(shù)變化大,說
明測量的是小電阻,這樣電流表分壓較大,應(yīng)該采用
3、圖(a)進行測量比較準確.圖(a)
中測量值為R測==750 Ω,較真實值偏小.故D項正確.
答案:D
3.(2010·梅州聯(lián)考)在“測定金屬的電阻率”的實驗中,所用的電阻絲Rx的阻值約為3 Ω,
變阻器最大阻值為20 Ω,電源電壓為3 V,電源內(nèi)阻不計,則:
(1)電壓表的量程應(yīng)選用________,
電流表的量程應(yīng)選用________;
(2)畫出實驗電路圖.
解析:(1)由于電源的電動勢為3 V,所以電壓表量程應(yīng)選0~3 V,在實驗中電流不
能太大,電流表量程應(yīng)選0~0.6 A.
(2)由于Rx≈3 Ω為小電阻,故用安培表外接法,變阻器R>Rx,故采用滑動變阻器
限
4、流接法,如圖所示.
答案:見解析
4.(2010·天津模擬)某物理小組的兩位同學(xué)采用“伏安法”測
金屬絲的電阻的實驗中,根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進行正確描點
后,甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各作出一條圖線,
如圖實-8-11甲、乙所示,根據(jù)你對實驗的理解,你認
為________同學(xué)的圖線正確,根據(jù)你選擇的圖線算出該
金屬絲的電阻為________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
解析:當(dāng)金屬絲兩端電壓為零時,通過的電流也為零,因此圖線必過原點,故甲同
學(xué)的圖線正確;在甲同學(xué)畫的圖線上距原點較遠的地方取一個點,其坐標值為(0.4
A,1.52 V),故金屬絲電阻為:R== Ω=3.8
5、Ω.
答案:甲 3.8(3.7~3.9均可)
5.(2010·皖南八校聯(lián)考)從下列器材中選出適當(dāng)?shù)钠鞑模O(shè)計一測量金屬絲的電阻率的電
路.要求操作簡便,又盡可能有較高的測量精度,并能得到多組數(shù)據(jù).
金屬絲L(已知其長度為L0,直徑為D,電阻小于50 Ω);
電流表A1(量程為10 mA,內(nèi)阻r1=40 Ω);
電流表A2(量程為500 μA,內(nèi)阻r2=750 Ω);
電壓表V(量程為10 V,內(nèi)阻為10 kΩ);
保護電阻R1(阻值為100 Ω);
滑動變阻器R2(總阻值約為20 Ω);
電池E(電動勢為1.5 V,內(nèi)阻很小);
開關(guān)S及導(dǎo)線若干.
(1)在下面的虛線框
6、中畫出電路圖,并標明所用器材的代號.
(2)若選出測量數(shù)據(jù)中的一組數(shù)據(jù)計算電阻率ρ,則表達式ρ=________.
解析:(1)如圖所示
(2)
(式中I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù)).
答案:見解析
6.生活中使用的電烙鐵是一種合金,試根據(jù)材料回答下列問題:
(1)所謂合金,就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物,
或冷卻后的固體,下列四種金屬難與表中其他金屬形成二元合金的是________.
A.Fe B.Zn
C.Ag
7、 D.W
元素
Fe
Cu
Zn
Ag
Au
W
熔點(℃)
1535
1083
1063
3380
沸點(℃)
3000
2595
907
2212
2707
5627
(2)某興趣小組想測定某種電烙鐵合金絲的電阻率,用螺旋測微
器測出合金絲的直徑如圖實-8-12所示,則示數(shù)為________.
(3)某同學(xué)將合金絲接在電動勢E=2.0 V的電源上,通過改變合
金絲的長度L測得流
過導(dǎo)線的電流的倒數(shù)如下表所示:
編號
1
2
3
4
5
電流的倒數(shù)/A-1
合金絲的長度L/m
8、
請在圖實-8-13中繪出電流的倒數(shù)與合金絲長度的關(guān)系圖象,并由此求出導(dǎo)線的電
阻率.
解析:(1)因為Zn和W這兩種金屬的熔點和沸點與其他金屬的熔點和沸點相差太大,難與表中其他金屬形成二元合金,故選B、D.
(2)螺旋測微器的示數(shù)為6.005 mm.
(3)根據(jù)表中的測量數(shù)據(jù)作出圖象如圖所示.
由R=ρ及閉合電路的歐姆定律E=I(R+r),可得E=I(ρL/S+r),即=+,
所以該直線的斜率為k=,即ρ=kES,代入數(shù)據(jù)可求得:
ρ≈7.9×10-5 Ω·m
(7.8×10-5~8.0×10-5 Ω·m都對).
答案:(1)B、D (2)6.005 mm
(3
9、)圖見解析
7.9×10-5 Ω·m(7.8×10-5~8.0×10-5 Ω·m都對)
7.(2010·武漢調(diào)研)測量一螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度的器材如下:
A.待測螺線管L(符號):繞制螺線管金屬絲的電阻率ρ=5.0×10-7 Ω·m,電阻RL
約為100 Ω
B.螺旋測微器
C.電流表G:量程100 μA,內(nèi)阻Rg=500 Ω
D.電壓表V:量程6 V,內(nèi)阻RV=4 kΩ
E.定值電阻:R0=50 Ω
F.滑動變阻器R′:全電阻約為1 kΩ
G.電源E:電動勢9 V,內(nèi)阻忽略不計
H.開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干
(1)實驗中用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖實-8-1
10、4所示,其示
數(shù)為d=________.
(2)按圖實-8-15甲所示電路測量金屬絲的電阻,請在圖乙所示的實
物圖上連線.
(3)若測得的金屬絲直徑用d表示,電流表G的讀數(shù)用I表示,電壓表V的讀數(shù)用U
表示,則由已知量和測得量的符號表示金屬絲的長度l=________.
解析:(1)讀數(shù)為0.384 mm~0.386 mm
(2)實物連接如圖所示
(3)電壓表V通過的電流為,R0兩端的電壓為(-I)R0,RL兩端的電壓為IRL=
(-I)R0-IRg,又由電阻定律RL=ρ=ρ,可解得l=(-R0-Rg).
答案:(1)0.384 mm~0.386 mm (2)見解析
11、圖
(3)(-R0-Rg)
8.在“測定金屬的電阻率”的實驗中,待測金屬導(dǎo)線的電阻Rx約為5 Ω.實驗室備有下列實驗器材:
A.電壓表V1(量程3 V,內(nèi)阻約為15 kΩ)
B.電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約為75 kΩ)
C.電流表A1(量程3 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω)
D.電流表A2(量程600 mA,內(nèi)阻約為1 Ω)
E.變阻器R1(0~100 Ω,0.6 A)
F.變阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
G.電池E(電動勢為3 V,內(nèi)阻約為0.3 Ω)
H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
(1)為提高實驗精確度,減小實驗誤差,應(yīng)選用的實驗器材有____________
12、________.
(2)為減小實驗誤差,應(yīng)選用圖實-8-16中________(填“(a)”或“(b)”)為該實驗
的電路圖,并按所選擇的電路圖把實物圖用導(dǎo)線連接起來.
(3)若用刻度尺測得金屬絲長度為60.00 cm,用螺旋測微器測得導(dǎo)線的直徑為0.635
mm,兩電表的示數(shù)分別如圖實-8-17所示,則電阻值為________ Ω,電阻率為
________________________________________________________________________.
解析:(1)由電池E決定了電壓表選V1,結(jié)合Rx粗略計算電流在600 mA內(nèi),故選
A2,由Rx確定變阻器選R1.
(2)因A1的內(nèi)阻不能滿足遠小于Rx,故選圖(b).
(3)Rx== Ω=2.40 Ω
由R=ρ得
ρ== Ω·m
=1.27×10-6 Ω·m
答案:(1)ADEGH
(2)(b) 實物連接如圖所示
(3)2.40 1.27×10-6 Ω·m