高中物理【实验：测量金属的电阻率】

1.伏安法测金属丝电阻时，电压不要求从0开始，仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法．2．金属丝电阻一般较小，电流表选用外接法．

1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示．

(1)由上图读得圆柱体的直径为________cm，长度为________cm.

(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________.

2．在“测定金属的电阻率”的实验中需要测出其长度L、直径d和电阻R.

(1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲所示，则金属丝的直径为________mm.

(2)若用图乙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值 ________.(填“偏大”或“偏小”)

(3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A.

3．一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5 Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d；

(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200 mm，则所测金属管线外径D＝__________ mm.

(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材：

A．电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω

B．电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω

C．电压表0～3 V，内阻约10 kΩ

D．电压表0～15 V，内阻约50 kΩ

E．滑动变阻器，0～10 Ω(额定电流为0.6 A)

F．滑动变阻器，0～100 Ω(额定电流为0.3 A)

为准确测出金属管线的阻值，电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号)

(3)如图丙所示，请按实验要求将实物图中的连线补充完整．

(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D)，则金属管线内径的表达式d＝______________.

4．一课外实验小组用如图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)；○V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．

(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○V的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表○V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.

5．某同学在实验室测定某金属丝的电阻率．

(1)他用螺旋测微器测出金属丝的直径d，测量情况如图甲所示，则金属丝的直径为________mm.

(2)他再用欧姆表对金属丝的电阻粗略测量，选择开关拨至“×1”挡，指针偏转情况如图乙所示，则金属丝的阻值约为________Ω.

(3)他最后采用伏安法精确地测定金属丝的电阻R，实验室提供了以下器材：

A．电压表(0～3 V～15 V，内阻约为10 kΩ或50 kΩ)

B．电流表(0～0.6 A～3 A，内阻约为0.5 Ω或0.1 Ω)

C．滑动变阻器(0～5 Ω)      D．两节干电池    E．开关及导线若干

本实验电压表的量程应该选________V，电流表的量程应该选________A；

为使实验过程中电池能量损耗较小，合适的电路图应为图丙中的________．

(4)图丙中选择的电表连接方式会导致电阻率的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．

6．实验室有一捆规格为“100 m,0.5 mm2”的铜导线，已经用去了一部分，一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻．

(1)他查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m.他可以用公式__________计算出整捆导线的电阻为_______ Ω；

(2)他从实验室借来如下器材，想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻：

电流表：量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω；

电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；

滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；       滑动变阻器R2：最大阻值200 Ω；

电源：电动势4.5 V，内阻可不计；    开关、导线若干．

回答下列问题：

①请你用笔画线代替导线在图中完成电路连线．要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法．

②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)．

③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U­I图上，如图所示．在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”)，你的判断依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

高二物理期末复习 实验：测量金属的电阻率答案

1．解析　(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm＋34.4×0.01 mm＝1.844 mm＝0.184 4 cm(0.184 2 cm～0.184 6 cm范围内均可)；游标卡尺的读数为42 mm＋7×0.05 mm＝42.35 mm＝4.235 cm.

(2)圆柱体的横截面积为S＝π2，由电阻定律R＝ρ和欧姆定律R＝可知，ρ＝.

答案　(1)0.184 4(在0.184 2～0.184 6范围内均可)

4．235　(2)

2．解析　(1)螺旋测微器的读数为(0.5＋0.01×19.6)mm＝0.696 mm(0.695 mm～0.698 mm均对)．

(2)图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小．

(3)电压表精度为0.1 V，其读数为2.60 V；电流表精度为0.02 A，其读数为0.52 A.

答案　(1)0.696(0.695～0.698均对)　(2)偏小

(3)2.60　0.52

3．解析　(4)由欧姆定律得R＝，又R＝ρ＝ρ＝，则＝，d2＝D2－，故d＝ .

答案　(1)5.167(5.165～5.169均可)　(2)A　C　E

(3)如图所示

(4) 

4．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)实物连线如图所示：

(4)R0　(6)48.2

5．解析　(1)由题图甲所示螺旋测微器可知，其读数为1.5 mm＋20.0×0.01 mm＝1.700 mm(1.669～1.701 mm均正确)．

(2)欧姆表用“×1”挡，根据图乙可知其读数为6.0×1 Ω＝6.0 Ω.

(3)因为电源是两节干电池，故电源电动势约为3 V，故电压表的量程应该选0～3 V，最大电流Imax＝＝0.5 A，故电流表的量程应选择0～0.6 A；为使实验过程中电池能量损耗较小，故应选择限流式电路，待测金属丝的粗测值较小，故电流表采用外接法，故选A.

(4)用电流表外接法测量电阻，电压U准确，电流测量值偏大，所以电阻的测量值将比真实值偏小，会导致电阻率的测量值小于真实值．

答案　(1)1.700(1.669～1.701)　(2)6(或6.0)

(3)0～3　0～0.6　A　(4)小于

6．解析　(1)由公式R＝ρ，代入数值，解得导线的电阻R＝3.4 Ω.

(2)①如图所示

②由于滑动变阻器采用分压式接法，所以滑动变阻器要选阻值比较小的，闭合开关前应将滑片移至a端；

③因为电流表外接时，测得的电流值偏大，由R＝可知测得的电阻值偏小．

答案　(1)R＝ρ　3.4　(2)①见解析图　②R1　a

③乙　电流表外接时，测得的电阻值偏小