第十章 电路综合-4测量金属丝的电阻率 高三物理一轮复习

「测量仪器的读数」

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。

2.如图所示的三把游标卡尺，它们的游标卡尺从上至下分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________mm，________mm，________mm。

3.(2022·安徽质检)某次实验中，小明用螺旋测微器测量一块金属板的厚度，刻度如图10甲所示，读数为______ mm；用游标为20分度的游标卡尺测量该金属板的宽度，部分刻度如图乙所示，读数为______ cm。

4.(2022·湖南模拟)（1）如图甲所示，螺旋测微器的读数为__________mm。

（2）如图乙所示，游标卡尺的读数为__________mm。

5.用刻度尺和螺旋测微器分别测量金属丝的长度和直径，某次测量结果如图所示，在此次测量中该金属丝的长度为__________ cm，直径为__________ mm。

             甲                                           乙

6.(2022·江苏模拟)图中游标卡尺的读数为______ mm，螺旋测微器的读数为________ mm。

7.（1）如图甲所示，当电流表使用的量程为0～0.6 A时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针所指位置的示数为________A；当电流表使用的量程为0～3 A时，对应刻度盘中每一小格代表________A，图中表针所指位置的示数为________A。

（2）如图乙所示，当电压表使用的量程为0～3 V时，每一小格代表________V，图中表针所指位置的示数为________V；当电压表使用的量程为0～15 V时，则表盘刻度每一小格代表________V，图中表针所指位置的示数为________V。

8.旋钮式电阻箱如图所示，电流从接线柱A流入，从B流出，则接入电路的电阻为______Ω。今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω，最简单的操作方法是_______________。若用两个这样的电阻箱，即可得到的电阻值范围为________。

9.如图甲所示是学生实验用的两个量程的电流表的刻度盘，当用量程为0.6 A的“＋”和“－”接线柱时，能测的最大电流是________ A，对应刻度盘上每一小格代表________ A；图中表针示数为________ A；当使用量程为3 A 的电流表的“＋”和“－”两个接线柱时，对应刻度盘上每一小格代表________ A，图中表针示数为________ A。

图乙为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘。当使用较小量程时，测量电压最大值不得超过__________ V，每小格表示________ V，图中指针示数为________ V；若使用的是较大量程，则表盘刻度每小格表示________ V，图中指针示数为__________ V。

「测量金属丝的电阻率」

10.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：

（1）某实验小组用如图所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝。

①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系，你认为要不要串联电流表？并简单说明理由。__________________________

_____________________________________________________________。

②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则金属丝d应为下表中的________(用表中编号D、E、F表示)。

（2）该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后，想测定某金属丝的电阻率。

       甲　　　　　　　　乙

①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00 cm，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为________。

②按如图乙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值，获得六组I­U数据描在如图所示的坐标系上。由图可求得金属丝的电阻R＝________ Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________ Ω·m(保留两位有效数字)。

11.某实验小组利用如下器材测量某金属丝的电阻率：

A．电源(3 V，内阻约为0.1 Ω)

B．电流表(量程0.6 A，内阻约为0.1 Ω)

C．电流表(量程3 A，内阻约为0.03 Ω)

D．电压表(量程3 V，内阻约为3 kΩ)

E．滑动变阻器(1 kΩ，0.3 A)

F．滑动变阻器(20 Ω，2 A)

G．待测金属丝、螺旋测微器、米尺、开关和导线等

            甲　　　　　　  　　　乙

（1）实验的主要步骤如下：

a．截取一段金属丝，拉直并固定在两端带有接线柱的米尺上，观察其接入长度在米尺上的示数如图甲所示，则读数为________ cm；

b．用螺旋测微器测出金属丝的直径，某次测量时示数如图乙所示，其读数为________ mm；

c．正确连接电路，合上开关；

d．改变滑动变阻器的位置，读出电压表和电流表的示数，记录如下表：

e.断开开关，整理器材，结束实验操作。

（2）根据以上信息，你认为该小组选用的电流表是__________，滑动变阻器是________(只填仪器前的代号)；请设计较为节能且误差较小的电路，把图丙电路连接完整。

           丙                            丁

（3）该小组的测量数据已标在图丁U­I图上，请作图线并计算该金属丝的电阻值为________ Ω(保留两位有效数字)，根据电阻定律即可得到该金属丝电阻率。

12.(2022·海南诊断)某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有如下实验器材可供选择：

A.直流电源：电动势约为3 V，内阻可忽略不计；

B.电流表A：量程0～100 mA，内阻约为5 Ω；

C.电压表V：量程0～3 V，内阻为3 kΩ；

D.滑动变阻器：最大阻值为100 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A；

E.开关、导线等。

                                              丙

（1）该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L＝0.820 m，用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图3甲所示，从图中读出金属丝的直径为________ mm。

（2）用多用电表欧姆“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图中读出金属丝电阻约为________ Ω。

（3）在用伏安法测定金属丝的电阻时，滑动变阻器在电路中能起到限流作用。请你用笔画线代替导线，帮助该同学完成图丙中的测量电路。

（4）若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R＝10.0 Ω，则这种金属材料的电阻率为________ Ω·m。(结果保留2位有效数字)

13.(2022·山东一模)某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验：

（1）如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D＝__________ mm；

（2）该同学用如图乙所示电路图测量金属丝Rx的电阻，供选择的仪器如下：

①电流表A1(内阻为r)；

②电流表A2；

③滑动变阻器R1(0～1 000 Ω)；

④滑动变阻器R2(0～20 Ω)；

⑤蓄电池(2 V)；

⑥开关S及导线若干。

（3）滑动变阻器应选择__________(选填“R1 ”或“R2 ”)；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图；

（4）闭合开关S，移动滑动触头至某一位置，记录A1、A2 的读数I1、I2，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以I2 为纵坐标， I1为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据I2－I1 图像的斜率 k及电流表A1内阻r，写出金属丝电阻的表达式Rx＝ __________；

（5）测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率ρ＝__________(用k、D、L、r表示)。

「测量电阻率的创新实验」

14.(2022·宁夏模拟)某同学设计了一个检测河水电阻率的实验。他在一根粗细均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图甲所示，两电极相距L＝0.314 m，其间充满待测的河水。他选用了以下仪器测量玻璃管内河水的电阻：

量程15 V，内阻约300 kΩ的电压表；

量程300 μA，内阻约50 Ω的电流表；

最大阻值1 kΩ的滑动变阻器；

电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω的电池组；

开关一只、导线若干。

（1）该同学装入河水前先用游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙所示。玻璃管的内径d＝__________ mm。

（2）该同学设计了合理的测量电路，通过改变滑动变阻器阻值测得了玻璃管两端的电压和电流，并在图丁的U－I坐标系内描出了9个数据点。请在图丙的实物图中用笔画线代替导线完善电路的连接。

（3）请在图丁中做出U－I图像，计算出玻璃管内水柱的电阻R＝________ Ω，电阻率ρ＝________ Ω·m(结果保留3位有效数字)。

15.(2022·上海质检)国标(GB/T)规定自来水在15 ℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15 ℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势约为3 V，内阻可忽略)，电压表V1(量程为3 V，内阻很大)，电压表V2(量程为3 V，内阻很大)，定值电阻R1(阻值为4 kΩ)，定值电阻R2(阻值为2 kΩ)，电阻箱R(最大阻值为9 999 Ω)，单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。

           甲                      乙　　　　　　　　　丙

实验步骤如下：

A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；

B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；

D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F．断开S，整理好器材。

（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙所示，则d＝________ mm。

（2）玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为：Rx＝________(用R1、R2、R表示)。

（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R­关系图象。自来水的电阻率ρ＝________ Ω·m(保留两位有效数字)。

（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。

16.(2022·咸阳模拟)某同学为测量电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0 Ω，电源电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。

         甲　　　　　　　　    乙                      丙

（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________ mm。

（2）实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示。

将表中数据描在­x坐标纸中，如图丙所示，该图象的斜率的表达式k＝_______(用题中字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ＝______Ω·m(保留两位有效数字)。

根据图丙中­x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________ Ω(保留两位有效数字)。

17.(2022·海南质检)某实验小组要测量一根金属丝的电阻率，设计如图(a)所示的实验电路。请填写空格处相关内容。

             图(a)                         图(b)

      图(c)

（1）将P移到金属丝a位置，开启电源，合上开关S，调节电阻箱的阻值到________(填“最大”或“零”)，并读出此时电流表的示数I0，断开开关S；

（2）适当向b端滑动P，闭合开关S，调节电阻箱使电流表示数为________，记录电阻丝aP部分的长度L和电阻箱对应的阻值R，断开开关S；

（3）重复步骤②，直到记录9组L和R值并画出R­L的关系图线如图(b)所示；

（4）根据R­L图线，求得斜率为________Ω/m。

（5）用螺旋测微器测量金属丝的直径如图(c)，其示数为_______ mm，可算得金属丝的电阻率为______ Ω·m。(要求（4）（5）的计算结果保留三位有效数字)