2.1 测定金属的电阻率 突破训练 Word版含答案

测定金属的电阻率
1．在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是(　　)
A．金属丝直径d的测量　　　 B．电压U的测量
C．电流I的测量 D．金属丝长度l的测量
解析：选A　四个选项中的四个物理量对实验结果的准确性均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方，A对。
2．某次测量康铜丝的直径时螺旋测微器的示数如图甲所示，可知此次测得康铜丝的直径为________mm。图乙是测量康铜丝电阻的原理图，利用该电路图测出的电阻值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。
解析：螺旋测微器的固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为0.01×38.0 mm＝0.380 mm，所以金属丝的直径为1.5 mm＋0.380 mm＝1.880 mm。题图乙中电流表采用了外接法，电压值是真实的，由于电压表的分流，电流值偏大，根据R＝得测出的电阻值偏小。
答案：1.880　偏小
3．为测量一根金属丝(电阻约5 Ω)的电阻率ρ，选用的电学器材：电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)，滑动变阻器(0～15 Ω)，学生电源(稳压输出3 V)，开关，导线若干。
(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮________(选填“A”“B”或“D”)发出“喀喀”声时停止；某次的测量结果如图乙所示，其读数为________mm。
(2)用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整。
(3)如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，作出图线，求出该金属丝的电阻值为________Ω(结果保留两位有效数字)。
(4)有人认为用图像法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的观点是否正确？________；请说明理由__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由螺旋测微器的使用方法知，应调节微调旋钮D；读数为：0.5 mm＋4.0×0.01 mm＝0.540 mm。
(2)待测金属丝的阻值较小，电流表采用外接法，实物连接如图1。
(3)利用描点作图，将各组数据连接成直线如图2，图线斜率表示电阻，R＝ Ω＝4.5 Ω。
(4)他的观点不正确，利用图像法只能减小偶然误差，不能减小系统误差。
答案：(1)D　0.540(0.539～0.541均可)　(2)见解析图1　(3)见解析图2　4.5(4.4～4.6均可)　(4)不正确　利用图像法只能减小偶然误差，不能减小系统误差
4.某同学利用图甲所示电路测量自来水的电阻率，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)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势为3 V，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表A1 、A2(量程为3 mA，内阻不计)，电阻箱R(最大阻值为9 999 Ω)，定值电阻R0(可供选择的阻值有100 Ω、1 kΩ、10 kΩ)，开关S，导线若干，刻度尺。
实验步骤如下：
A．测得圆柱形玻璃管内径d＝20 mm；
B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；
C．连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1 、A2示数，分别记为I1、I2，记录电阻箱的阻值R；
D．改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C；
E．断开S，整理好器材。
(1)为了较好地完成该实验，定值电阻R0应选________。
(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx＝____________(用R0、R、I1、I2表示)。
(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1 、A2示数均相等，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，绘制出如图乙所示的R?L关系图像，则自来水的电阻率ρ＝______Ω·m(结果保留两位有效数字)。在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
解析：(1)电源电动势为3 V，电流表的量程为3 mA，则最小电阻R＝＝ Ω＝1 kΩ，故定值电阻选1 kΩ 的即可。
(2)玻璃管内水柱的电阻Rx满足I1Rx＝I2(R0＋R)，即Rx＝。
(3)当I1＝I2时，则Rx＝R0＋R，即ρ＝R0＋R，则R＝L－R0，由题图乙可知：＝ Ω/m＝5×104 Ω/m，S＝π2＝πd2，则ρ＝5×104××3.14×(20×10－3)2 Ω·m≈16 Ω·m；若电流表内阻不能忽略，则：Rx＋rA＝R0＋R＋rA，即Rx＝R0＋R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。
答案：(1)1 kΩ　(2)　(3)16　不变
5．实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：
电流表：量程0.6 A，内阻约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20 Ω；
定值电阻：R0＝3 Ω；
电源：电动势6 V，内阻可不计；
开关、导线若干。
回答下列问题：
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________(填“a”或“b”)端。
(2)如图丙所示，在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V。
(4)导线实际长度为________m(结果保留两位有效数字)。
解析：(1)根据电阻定律Rx＝ρ，可求得这部分铜导线的电阻大约为1.7 Ω，则Rx＋R0＝4.7 Ω，作为限流用的滑动变阻器如果用R1，当调到接入电路的电阻最大时电路中的电流大于电流表的量程，因此滑动变阻器应选R2。开始时作为限流用的滑动变阻器接入电路的电阻应为最大值，故滑片应移至a端。
(2)实物图如图所示。
(3)根据题图乙和电压表的量程可读得电压表的示数为2.30 V。
(4)根据电阻定律，铜导线与R0的串联电阻R＝＝ Ω＝4.6 Ω，所以铜导线的实际电阻Rx＝R－R0＝1.6 Ω，根据Rx＝ρ得导线长度l≈94 m。
答案：(1)R2　a　(2)见解析图　(3)2.30　(4)94