2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：31 实验：测定金属的电阻率

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：31 实验：测定金属的电阻率
教材版本：物理
试卷分类：物理高考
试卷大小：1.0 MB
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发布时间：2024-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 实验探究题

某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。

（1）小明同学选取图甲方案测定合金丝电阻率。若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率p=；用螺旋测微器测合金丝的直径如图乙所示，读数为mm。
（2）小亮同学利用如图丙所示的实验电路测量R，的阻值。闭合开关S，通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，根据实验数据绘出 $\text{[math]}$ 图线如图丁所示，不计电源内阻，由此可以得到R=Ω，R_x的测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

2. 实验探究题

如现欲用限流法测量一个圆柱形合金棒材料（电阻约为3Ω）的电阻率，请回答下列问题：

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（1）图1是测量合金棒的电阻R的实验器材实物图，图中已连接部分导线，请用笔画线代替导线将实物图连接完整；
（2）用螺旋测微器测量合金棒横截面的直径D，测量结果如图2所示，则D＝mm；
（3）若测得合金棒的长度为L、电阻为R，由L、R、D来表示合金棒的电阻率ρ，其表达式为ρ＝。

3. 填空题
在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，如图甲所示，则金属丝的直径为mm。用游标卡尺测量金属丝的长度L，如图乙所示，则长度为mm。若测得该金属丝的电阻为R，则其电阻率 $\text{[math]}$ （用题中字母表示）。

4. 实验探究题

某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中，实验室备有下列实验器材：

A．电压表（量程0～3 V，内阻约为15 kΩ）

B．电压表（量程0～15 V，内阻约为75 kΩ）

C．电流表（量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω）

D．电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω）

E．变阻器R₁（0～100 Ω，0.6 A）

F．变阻器R₂（0～2000 Ω，0.1 A）

G．电池组E（电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω）

H．待测金属丝（阻值约为5Ω）

I．开关 S，导线若干，米尺，螺旋测微器等

（1）为减小实验误差，电压表应选用；电流表应选用；滑动变阻器应选用；（填代号）；
（2）甲乙两位同学分别画出了两个电路图，如图甲、乙所示。本实验选用（填“甲”或“乙”）图比较合适；
（3）实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，使用时发现所用螺旋测微器存在零误差。测微螺杆与测砧直接接触时读数如图甲所示，测量金属丝直径时如图乙所示，则金属丝的直径d=mm；
（4）如果实验中测得金属丝的电阻值为R，用米尺测出的金属丝长度为L，用螺旋测微器测出的金属丝的直径为d，则其电阻率ρ=。

5. 实验探究题

在“测定金属的电阻率”实验中，小强同学先用多用电表粗测了一段粗细均匀的电阻丝的阻值(约为5Ω)，随后将其固定在带有刻度尺的木板上，准备进一步精确测量其电阻。现有电源(电动势E为3.0V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材:

A．电流表(量程0~3A，内阻约0.025Ω)

B．电流表(量程0~0.6A，内阻约0.125Ω)

C．电压表(量程0~3V，内阻约3kΩ)

D．滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A)

E.滑动变阻器(0~100Ω.,额定电流1A)

（1）为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选，滑动变阻器应选(选填器材前的字母)。
（2）如图所示，是测量该电阻丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，还有两根导线没有连接，请补充完成。
（3）在开关闭合前，滑动变阻器的滑片应当调到最(选填“左”或“右”)端；闭合开关后，实验中电压表读数的最小值(选填“大于零”或“等于零”)。
（4）若不计实验中的偶然误差，则下列说法正确的是________。

A . 测量值偏大，产生系统误差的主要原因是电流表分压 B . 测量值偏小，产生系统误差的主要原因是电压表分流 C . 若已知电压表的内阻，可计算出待测电阻的真实值 D . 若已知电流表的内阻，可计算出待测电阻的真实值

6. 实验探究题

在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验，其操作如下：

（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝mm；用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=mm；
（2）此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：
A．电流表A₁（量程50mA，内阻r₁=20Ω）；

B．电流表A₂（量程100mA，内阻r₂约为40Ω）：

C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；

D．滑动变阻器R₁（0~10Ω，额定电流2A）；

E.定值电阻R₀＝80Ω

F.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）；

G.开关一只，导线若干。

为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号；
（3）此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量电阻率ρ＝（写出表达式）（若实验中用到电流表A₁、电流表A₂、电压表V，其读数可分别用字母I₁、I₂、U来表示）。

7. 实验探究题

为了测量某金属丝的电阻率：

（1）如图a所示，先用多用电表“×1 Ω”挡粗测其电阻为Ω，然后用图b的螺旋测微器测其直径为mm，再用图c的毫米刻度尺测其长度为cm．
（2）为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V（量程3 V，内阻约为15 kΩ；量程15 V，内阻约为75 kΩ）

B．电流表A（量程0.6 A，内阻约为1 Ω；量程3 A，内阻约为0.2 Ω）

C．滑动变阻器R₁（0～5 Ω，1 A）

D．滑动变阻器R₂（0～2000 Ω，0.1 A）

E.1.5 V的干电池两节，内阻不计

F．电阻箱

G．开关S，导线若干

为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用（填“R₁”或“R₂”）；请在方框内设计最合理的电路图并完成图d中的实物连线．

8. 实验探究题

“测定铜导线的电阻率”实验中可供使用的器材有：

A．横战面积为1.0mm²、长度为100m的一捆铜导线(电阻Rx，约2Ω)；

B．电流表G：内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA；

C．电流表A：量程0.6A，内阻约1Ω；

D．滑动变阻器R；最大阻值5Ω；

E.定值电阻： $\text{[math]}$ =3Ω， $\text{[math]}$ =900Ω， $\text{[math]}$ =1000Ω；

F.电源：电动势6V，内阻不计；

G.开关、导线若干．

请完成下列实验内容：

（1）把电流表G与定值电阻串联改装成量程为3V的电压表，则定值电阻应选(选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”)
（2）为了尽可能获取多组数据，实验电路图应选下列四幅中的．电路中 $\text{[math]}$ 的作用是(选填“增大G表读数以减小误差”或“改装电表以扩大量程”)
（3）根据正确的电路图，完成实物图的连接(已正确连接了部分导线)．
（4）某次测量中，电流表G的读数为2.40mA时，电流表A的读数为0.50A，由此求得铜导线的电阻率为Ω·m(保留2位有效数字)．

9. 实验探究题

在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。

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（1）金属丝的有效长度L为cm，直径D为mm，电阻R为Ω。
（2）将测得的数据代入公式 $\text{[math]}$ ，即可求出金属丝的电阻率。（用第(1)问给出的字母表示）

10. 实验探究题

在测金属电阻率实验中：

（1）用刻度尺测出被测金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻R。请写出测金属丝电阻率的表达式 $\text{[math]}$ （用上述测量的字母表示）；
（2）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是、、；
（3）若某同学再用“伏安法”测量该电阻，电阻约为10Ω，电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω。为了尽可能准确地测量电阻，该同学按照“伏安法”测量电阻的要求设计好电路后，测得的电阻值将（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值。

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