测定金属电阻率实验题带答案(热点题型三测定金属的电阻率)(1)

【基础知识回顾】

1.螺旋测微器的构造原理及读数

(1)螺旋测微器的构造

如图所示是常用的螺旋测微器

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它的小砧A和固定刻度S固定在框架F上。旋钮K、微调旋旋钮K’和可动刻度H、测微螺杆P连在一起,通过精密螺纹套在S上。

(2)螺旋测微器的原理

测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5mm,而可动刻度H上的刻度为50等份,每转动一小格,P前进或后退0.01mm。即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时误差出现在毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。

(3)读数:测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。

测量值(毫米)=固定刻度数(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(毫米)

2.游标卡尺(如图)

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(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉。

(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。

(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成的一种测量长度的工具。

不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少l mm。

常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:

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(2)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的格数,则记录结果表达为(x+KX×精确度)mm。

3.电阻率的测定原理

欧姆定律和电阻定律,用毫米刻度尺测一段金属丝导线的长度L,用螺旋测微器测导线的直径d,用伏安法测导线的电阻R,由,得R=ρL/ S 得ρ=RS/L=πd2R/4L

2.两种电路的选择

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滑动变阻器的两种接法及其作用

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6. 两种连接方式的选择原则

①要求回路中的某部分电路的电压从零开始连续变化,必须选择分压接法

②若采用限流接法,题目所提供的实验仪器,电表的量程或电阻的最大允许电流不够,则选择分压接法.

③滑动变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻时,必须选择分压接法,

7.电阻与电阻率的区别与联系

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1.用螺旋测微器在导线的三个不同位置上各测一次,取直径d的平均值,然后计算出导线的横截面积S;

2.将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直,用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度L(即有效长度),反复测量三次,求出平均值L;

3.依照图中所示的电路图用导线把器材连好,并把滑动变阻器的阻值调至最大;

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1.电路经检查无误后,闭合电键S,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入记录表格内,断开电键S,求出电阻R的平均值;

2.将测得R、L、d 的值,代入电阻率计算公式ρ=RS/L=πd2R/4L ,计算出金属丝的电阻率;

3.整理好实验器材,实验结束。

【注意事项】

1.螺旋测微器的使用

(1)测量前须校对零点:先使小砧A与测微螺杆P并拢,观察可动刻度零刻度线与固定刻度的轴向线是否重合,以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻度线是否重合,不重合时,用存放螺旋测微器盒中的工具调节,直到完全重合为止。

(2)测量时,当测微螺杆P将要接触被测物体时,要停止使用旋钮K,改用微调旋钮,以避免P和被测物体间产生过大的压力。这样,既可以保护仪器,又能保证测量结果准确。当听到“咔、咔……”声后,止动,即可读数。

(3)螺旋测微器应估读一位,即以mm作单位,应读到小数点后面第三位。

(4)为防止读出的数据出现差错。可在读数前估计大概读数值,若发现最后读数与开始估计数值相差较大,立即检查出错原因,如半毫米刻线是否露出。

2.测定金属的电阻率

(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小,为了减少实验的系统误差,必须采用电流表外接法;

(2)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、电键、电流表、待测金属丝、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属丝的两端;

(3)测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,即电压表两并入点间的部分待测导线长度,测量时应将导线拉直;

(4)闭合电键S之前,一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置;

(5)在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度过高,造成其电阻率在实验过程中增大;

(6)求R的平均值可用两种方法:第一种是用算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图象U一I(图线)的斜率来求出.若采用图象法,在描点时,要尽量使点间的距离拉大一些,连线时要让各点均匀分布在直线两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑;

(7)连接实物图时,所连的导线不要交叉,且接到接线柱上;

(8)电流表与电压表的读数,注意有效数字的位数。

【误差分析——误差来源】

1.直径测量;

2.长度测量;

3.测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响;

4.通电电流大小,时间长短,致使电阻丝发热,电阻率随之变化;

由于本实验采用电流表外接法,所以R测<R真,由ρ=RxS/L,所以ρ测<ρ真

题型一 游标卡尺、螺旋测微器的读数

游标卡尺、螺旋测微器是两个精密测量长度的仪器,在近几年的高考试题中不断出现重点是考查两个仪器的读数。

【典例1】某同学利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的直径和高度,测量结果如图4(a)和(b)所示。该工件的直径为________cm,高度为________mm。

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【针对训练】

(1) 如图所示的两把游标卡尺,它们的游标尺从左到右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分,它们的读数依次________mm,________mm。

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(1) 使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径,示数如图所示,则甲、乙金属丝的直径分别为______mm,______mm。

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题型二利用伏安法测电阻或电阻率

伏安法测电阻是电学实验的基础,是高考考查的热点,也是难点。它渗透在电学实验的各个环节中,如测未知电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用。主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。

【典例2】某同学测量阻值约25 kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:

A.电流表(量程100 μA,内阻约2 kΩ);

B.电流表(量程500 μA,内阻约300 Ω);

C.电压表(量程15 V,内阻约100 kΩ);

D.电压表(量程50 V,内阻约500 kΩ);

E.直流电源(20 V,允许最大电流1 A);

F.滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W);

G.开关和导线若干。

(1)电流表应选________,电压表应选________。(填器材代号)

(2)该同学正确选择仪器后连接了如图所示电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:

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①______________________________________________________________;

②______________________________________________________________。

【典例3】在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻约为.,实验室备有下列实验器材:

电压表V1(量程3V,内阻约为15KΩ;电压表V2(量程15V,内阻约为75KΩ)

电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω;电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)

变阻器R1(0~100Ω,0.6A)

变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)

电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)

开关S,导线若干

①为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材除G、H外,还有.(填选项代码)

②为减小实验误差,应选用下图中(填“(a)”或“(b)”)为该实验的电路图.此接法的测量值______真实值

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③若两电表的示数分别如图c所示,则电阻值为Ω.

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