高考物理一轮复习实验8测定金属的电阻率含答案

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实验八　测定金属的电阻率实验溯本求源●注意事项1．游标卡尺的读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度) mm.2．螺旋测微器的读数：方法：固定刻度数mm＋可动刻度数(估读一位)×0.01 mm.3．先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属丝连入电路之前测量．4．电流表外接法：本实验中被测金属丝的阻值较小，故采用电流表外接法．5．电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属丝温度过高，导致电阻率在实验过程中变大．●误差分析1．测量金属丝直径、长度以及电流、电压带来误差．2．电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以Rx测，可知电压表的分流较小，所以电流表采用外接法，连接电路如图所示．(3)根据图象可知x＝0时Ra＋Rb＝48.0 Ω，当x＝0.3 m时Rb＝39.0 Ω，所以导线a的电阻为Ra＝9.0 Ω；根据电阻定律R＝ρ可知Ra＝9.0 Ω＝ρa、Rb＝39.0 Ω＝ρb，可知<1，所以导线a的电阻率小于导线b的电阻率；测量导线的电阻率，需要测量导线的横截面积，所以需要使用螺旋测微器测量导线的直径，从而求得横截面积．答案：(1)×10　短接　50(2)电路图见解析　(3)9.0　小于　螺旋测微器例3　解析：(1)由图甲根据欧姆定律有(R＋RA1)I1＝(Rx＋RA2)I2，整理可得R＝·I2(Rx＋RA2)－RA1，由此可知，要求得Rx的值，除了需要求出图乙所示图象的斜率，还需要知道A2的内阻，又实验时通过A2的电流控制在0.20 A，故A2应选用C；由图乙可知A1示数的倒数最小值为4，则通过A1的电流最大值为0.25 A，故A1的量程应选0～0.3 A，故A1选择D.(2)由R＝·I2(Rx＋RA2)－RA1可知，R­图象的斜率k＝I2(Rx＋RA2)，可由此求出未知电阻的阻值，在图乙所示图象上取两个距离较远的点，如(6 A－1，15 Ω)和(12 A－1，40 Ω)，可求得图象的斜率k＝ V＝ V，即I2(Rx＋RA2)＝ V，代入I2、RA2的数据解得Rx＝11 Ω，由图象的纵截距可得电流表A1的内阻RA1＝10 Ω.答案：(1)D　C　(2)11　10例4　解析：(1)根据半偏法测电阻的原理可知，实验中必须明确R1的阻值大小，R1必须选R0；此电路测电流表内阻，要求R的阻值远大于电流表内阻，故R应选滑动变阻器甲，为使电流表读数尽量准确，电源应选电动势较大的E2.(2)根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得，只合上S1，调节R使电流表指针满偏时有Ig＝，再合上S2，调节R1使电流表指针半偏时，电路中的总电流I＝>Ig.通过R1的电流I1>Ig，根据并联电路的特点知rg>R1，若认为内阻rg＝R1，则结果与真实值相比偏小．答案：(1)R0　滑动变阻器甲　E2　(2)偏小例5　解析：(1)正常工作时电压为额定电压，故有P＝，所以R＝＝1 210 Ω；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值．(2)应用等效法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示．答案：(1)1 210　小于　(2)见解析图练2　解析：(1)①为保护电压表，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P调至图中的A端，使电压表示数为零；②将S2拨至“2”，保持滑动变阻器滑片P的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表指针再次满偏，则此时Rx的阻值等于电阻箱的阻值，即Rx＝R1.(2)由于电阻Rx的阻值约几百欧，为减小实验误差，滑动变阻器应选R2.答案：(1)①A　②R1　(2)R2练3　解析：(1)伏安法测电阻的电路图分为电流表内接法和外接法，电压表跨接在O、Q两点为内接法，所得结果Rx测＝Rx＋RA；电压表跨接在O、P两点为外接法，所得结果为Rx与RV并联的总阻值，小于Rx的真实值．由图(b)可知，图线Ⅰ的斜率kⅠ大于图线Ⅱ的斜率kⅡ，即测量值RⅠ测>RⅡ测，故图线Ⅰ对应电流表内接法，电压表跨接在O、Q两点；图线Ⅱ对应电流表外接法，电压表跨接在O、P两点．(2)Rx的阻值为几十欧姆，属于大电阻，故用电流表内接法(即电压表应跨接在O、Q两点)得到的结果更准确，即由图线Ⅰ得到的结果更接近待测电阻的真实值，由图(b)可知，Rx测＝≈50.5 Ω.(3)第(2)问中用内接法，故有Rx测＝Rx＋RA，修正后待测电阻阻值Rx＝Rx测－RA＝50.5 Ω－0.5 Ω＝50.0 Ω.答案：(1)O、P　(2)Ⅰ　50.5　(3)50.0练4　解析：(1)此实验的实验原理类比于半偏法测电表内阻的实验，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，故滑动变阻器应选最大阻值小的即选R1.(3)近似认为电压表所在支路的总电压不变，且流过电压表与电阻箱的电流相等，由串联分压特点知＝，则RV＝4R＝2 520 Ω.(4)因电压表是由一个表头和电阻串联构成，表头允许的最大电流不会因此改变，则由欧姆定律可知，I满＝＝ A≈1 mA.答案：(1)R1　(2)如图所示　(3)2 520　(4)D例6　解析：(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装，故应将定值电阻R与微安表并联．实物连线如答图所示．(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时，微安表示数为0.16 mA，故当微安表指针满偏时，测量的电流值应为25 mA，选项C正确．(3)出现上述现象的原因可能有两个：一个是并联电阻R偏小；二是微安表内阻测量值偏小．故选A、C.(4)设微安表内阻为R0，满偏电流为I0，改装成量程为I的电流表时并联电阻R＝R0，故I＝25 mA与I′＝20 mA对应的并联电阻的关系为R′＝R，代入数值得k＝＝.答案：(1)连线如图所示(2)C　(3)AC　(4)练5　解析：(1)由题意知改装的欧姆表的中值电阻即内阻为15 kΩ，即R0＋rg＋r＋R＝15 kΩ，故R＝15 kΩ－14 kΩ－98.5 Ω－1.5 Ω＝900 Ω.由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于R2的最大阻值，故只能选用R1.(2)由闭合电路的欧姆定律有：1.5 V＝25 μA×(Ra＋15 kΩ)，1.5 V＝75 μA×(Rb＋15 kΩ)，解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ.(3)红、黑表笔短接，进行欧姆调零．由图得电阻箱的读数为3×10 kΩ＋5×1 kΩ＋0×100 Ω＋0×10 Ω＋0×1 Ω＋0×0.1 Ω＝35 000.0 Ω.答案：(1)连线如图　900　R1(2)45　5　(3)0　35 000.0U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0实验目的测量电流表的内阻测量电压表的内阻电路图(R0≫RA)(电源内阻不计)操作步骤①滑动变阻器R0的滑片调至最下端；②断开开关S2、闭合开关S1，调节滑动变阻器R0，使电流表满偏，示数为I0；③保持R0接入电路的阻值不变，闭合S2，调节电阻箱R，使电流表示数为；④读出电阻箱R的阻值，可得RA＝R.①将电阻箱R的阻值调到最大；②闭合开关S，调节电阻箱阻值为R1时，测得电压表示数为U1；③调节电阻箱阻值为R2，使电压表示数为；④由以上可得RV＝R2－2R1.