高考物理一輪復習 第八章 微專題55 實驗 測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）

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實驗 測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器） 考點及要求：(1)螺旋測微器及游標卡尺的讀數；(2)伏安法測電阻；(3)電路設計：內、外接法，滑動變阻器分壓和限流；(4)數據處理． 1．如圖1甲所示的金屬工件，橫截面外方內圓，外邊長約為1 cm、內徑約為0.5 cm、長度約為40 cm. (1)某同學用游標卡尺測出橫截面外邊長如圖乙所示，其讀數a＝__________cm. (2)應選用________來測量工件內徑d，選用__________來測量工件長度L.(選填“毫米刻度尺”、“游標卡尺”或“螺旋測微器”) (3)為了測出該金屬工件的電阻率，該同學設計了如圖丙所示的電路，請按設計的電路完成實物圖丁的連線． (4)實驗測得工件兩端電壓為U，通過的電流為I，寫出該金屬電阻率的表達式ρ＝________.(用a、d、L、U、I等字母表示) 圖1 2．在做“測定金屬的電阻率”的實驗時，需要對金屬絲的電阻進行測量，已知金屬絲的電阻值Rx約為20 Ω.一位同學用伏安法對這個電阻的阻值進行了比較精確的測量，想使被測電阻Rx兩端的電壓變化范圍盡可能的大．他可選用的器材有： 電源E：電動勢為6 V，內阻為1.0 Ω； 電流表A：量程0.6 A，內阻約為0.50 Ω； 電壓表V：量程10 V，內阻約為10 kΩ； 滑動變阻器R：最大電阻值為5.0 Ω； 開關一個，導線若干． (1)根據上述條件，測量時電流表應采用________(選填“外接法”或“內接法”)． (2)在方框內畫出實驗電路圖． (3)若在上述實驗中，電流表的示數為I，電壓表的示數為U，且電流表內阻RA、電壓表內阻RV均為已知量，用測量物理量和電表內阻計算金屬絲電阻的表達式Rx＝________. 3．圖2甲是“用伏安法測量金屬絲電阻率ρ”的實驗電路圖． 圖2 (1)用螺旋測微器測得金屬絲直徑d如圖乙所示，可讀出d＝________m. (2)閉合開關，調節(jié)P的位置，讀出MP的長度為x時電壓表和電流表的示數，算出對應的電阻R，利用多組數據繪出如圖丙所示的R－x圖像，可得該圖線的斜率k＝________Ω/m. (3)利用圖線的斜率k、金屬絲的直徑d，得到金屬絲電阻率的表達式為ρ＝________. (4)甲圖中的a導線從電流表的“0.6 A”接線柱改接于電流表的“－”接線柱上，可以測量電源的電動勢和內阻．閉合開關，調節(jié)P的位置，讀出多組電壓表和電流表的示數，把實驗得到的數據繪成如圖丁所示的U－I圖像，得出電源的電動勢E＝________V；若R0＝2.0 Ω，則電源的內阻r＝________Ω. 答案解析 1．(1)1.02　(2)游標卡尺　毫米刻度尺　(3)連線圖見解析　(4) 解析　(1)游標卡尺讀數a＝1 cm＋0.1 mm2＝1.02 cm (2)應選用游標卡尺來測量工件內徑d，選用毫米刻度尺來測量工件長度L. (3)連線圖如圖所示． (4)因為R＝＝ρ＝ρ，解得ρ＝. 2．(1)外接法　(2)見解析圖　(3) 解析　(1)待測電阻約為20 Ω，是電流表內阻的40倍，但電壓表內阻是待測電阻的500倍，故采用外接法． (2)因為要使Rx兩端的電壓變化范圍盡可能的大，所以滑動變阻器要采用分壓式接法，電路圖如圖所示． (3)電壓表分得的電流為IV＝，所以Rx中的電流為 Ix＝I－IV＝I－，則Rx＝＝＝. 3．(1)3.9510－4　(2)10　(3)k　(4)2.80　1.0 解析　(1)螺旋測微器讀數為 0 mm＋39.50.01 mm＝0.395 mm＝3.9510－4 m. (2)圖線的斜率k＝＝10 Ω/m. (3)由電阻定律R＝ρ＝可知，電阻率ρ＝＝k. (4)由圖示圖像可知，電源電動勢E＝2.80 V，圖像斜率的絕對值k＝＝ Ω＝3 Ω，R0＝2.0 Ω，k＝R0＋r，則r＝1.0 Ω.