测金属的电阻率
测金属的电阻率
1.在“测定金属的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω,实验室备有下
列实验器材:
A.电压表○V1 (量程0~3 V,内阻约为15 kΩ) B.电压表○V2 (量程0~15 V,内阻约为75 kΩ) C.电流表○A1 (量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω) D.电流表○A2 (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.开关 S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有____________________(填代号). (2)为减小实验误差,应选用图实-1-24中________[填(a)或(b)]为该实验的电路原 理图,并按所选择的电路原理图把图实-1-25中的实物图用线连接起来.
图实-1-
24
图实-1-25
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及 两电表的示数如图实-1-26所示,则金属丝的直径为________mm,电阻值为 ________Ω.
图实-1-26
2.(2009·江苏高考)有一根圆台状匀质合金棒如图实-1-27甲所示,某同学猜测其电 阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实 验:
图
实-1-27
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有
20个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金 棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁 的数字表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω,根据电阻定律计算电阻率为 ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3 Ω、RD=3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒的 电阻R=________.(用ρ、L、d、D表示)
3.用伏安法测量一只定值电阻的实验所需的器材实物如图,各器材规格为: ⑴待测电阻RX(约100Ω)
⑵直流毫安表(量程0-10mA,内阻50Ω) ⑶直流电压表(量程0-3V,内阻5kΩ) ⑷直流电源(输出电压3V,内阻可不计) ⑸滑动变阻器(0-15Ω,允许最大电流1A) ⑹电键一只,导线若干。
根据器材的规格和实验要求,在下面方框中画出实验电路图,并在实物图上用笔
画线当导线连接成实验电路。
4.在测定金属的电阻率的实验中,金属导线长约0.8m,直径小于1mm,电阻在5Ω左右。实验主要步骤如下:
⑴用______测量金属导线的长度,测3次,求出平均值L;
⑵在金属导线的3个不同位置上用______________测量直径,求出平均值d;
⑶用伏安法测量金属导线的电阻R。
在方框中画出实验电路图,并试把右图中所给的器材连接成测量R的合适的线路。图中安培计要求用0-0.6A量程,内阻约1Ω;伏特计要求用0-3V量程,内阻约几kΩ;电源电动势为6V;滑动变阻器阻值0-20Ω。在闭合电键前,滑动变阻器的滑动触点应处于正确位置。 根据以上测量值,得到该金属电阻率的表达式为ρ=__________。
5.有一待测的电阻器RX,其阻值约在40~50Ω之间。实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:
电压表V(量程0~10V,内电阻20kΩ) 电流表A1(量程0~50mA,内电阻约20Ω) 电流表A2(量程0~300mA,内电阻约4Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为20Ω,额定电流为IA); 滑动变阻器R2(最大阻值为300Ω,电流为0.1A); 直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5Ω); 电键: 导线若干。
实验要求电表读数从零开始变化,并多测出几组电流、电压值。为了实验能顺利进行并减少实验误差,还要求滑动变阻器便于调节。
①电流表应选用_________;(填写器材的代号) ②滑动变阻器应选用_________;(填写器材的代号) ③请在广柑内画出实验电路图。
6.待测电阻Rx,阻值约为25kΩ,在测其阻值时,备有下列器材:
A. 电流表(量程100μA,内阻2kΩ) B. 电流表(量程500mA, 内阻300Ω) C. 电压表(量程10V,内阻100kΩ) D. 电压表(量程50V,内阻500kΩ)
E. 直流稳压电源(15V,允许最大电流1A) F. 滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W) G. 电键和导线若干。
①电流表应选_____________,电压表应选____________。 ②在虚线框中画出测量电阻Rx阻值的电路图。
③根据电路图,用实线代替导线将下列实物接成实验电路。
7.用以下器材测量一待测电阻RX的阻值(约100Ω)
电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计; 电流表A1,量程0~50mA,内电阻r1=20Ω; 电流表A2,量程0~300mA,内电阻r1=4Ω 定值电阻R0,阻值R0=20Ω;
滑动变阻器R,最大阻值为10Ω; 单刀单掷开关S,导线若干。
①要求测量中尽量减小误差,并测多组数据。试在虚线框中画出测量电阻RX的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。 ②根据你所画的电路原理图,将所示的实物连成实验电路。
③若次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2。则由已知量和测量量计算RX的表达式为RX=____________。
8.实验室在测定金属电阻率的实验中,提供的器材除多用表、螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外,还有:
A.粗细均匀的待测金属丝RX
B.直流电流表A(0~0.6A,内阻为0.5;0~3A,内阻为0.1) C.直流电压表V(0~3V,内阻为5k;0~15V,内阻为25k) D.滑动变阻器R(0~20,1A) E.电源(3V,内阻不计) 乙
甲
(1)为了选择比较合适的测量方法,以便提高测量精度,先用多用表的欧姆挡粗略测量待测金属丝的电阻。现将多用表的选择开关置于“×1”挡,按正确的步骤进行操作,表盘示数如图甲所示,则电阻RX的粗略值为 。
(2)实验时,先用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,如图乙所示是某次测量时的情况,读数为 mm。
(3)若要求在实验中金属丝两端的电压从0开始变化,测量金属丝电阻的误差尽量小,请在下面的虚线框中设计出符合要求的电路图。
(4)请你根据设计的实验电路图,以笔画线代替导线,连接好实物电路。(注意:电表量程的选择要符合测量精度要求)
9.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要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. (1)请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=______________.(用上述测量的字母表示)
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值为L=__________cm,金属丝直径的测量值为
d=__________mm.
(3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差.按如图所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差.利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R2的滑动头调至最左端,单刀双掷开关S2向1闭合,闭合电键S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.
第二步:保持两滑动变阻器的滑动头位置不变,将单刀双掷开关S2向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式为_____________.
1.解析:(1)由于电源的电动势为3 V,所以电压表应选A;被测电阻约为5 Ω,电路中 E3
的最大电流约为I= A=0.6 A,电流表应选D;根据变阻器允许通过的最大电
Rx5流可知,变阻器应选E;还要选用电池和开关,导线若干.故应选用的实验器材有 ADEGH.
RR(2)由于,应采用电流表外接法,应选图(b)所示电路,实物连接如图所示.
RxRA
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm,从电压表可以读出电阻两端电 U压为1.20 V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A,被测电阻的阻值为Rx=
Ix1.20= Ω=2.4 Ω 0.50答案:见解析
2.解析:(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05 mm,然后以毫米为单位从 主尺上读出整毫米数99.00 mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标 尺上找出对的最齐一根刻线,精度×格数=0.05×8 mm=0.40 mm,最后两者相加, 根据题目单位要求换算为需要的数据,99.00 mm+0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm. (2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电 流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使 用的是安培表内接法.
(3)根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电 LL
阻分别为Rd=13.3 Ω、RD=3.38 Ω.即Rd=ρR满足 ,RD=ρπd/2πD/24ρLR2=Rd·RD,将Rd、RD代入得R=πdD4ρL
答案:(1)9.940 (2)⑥ (3)πdD
答案:
1.外接法,分压
2.⑴米尺;⑵螺旋测微器;⑶外接法,限流或分压都可以,
5. ①A2(2分);②R1;(2分);③如图所示 A表内接③图略 6.①B, C ②图略,分压电路,○7. ①以上两种答案 ②略 ③RX=
d2R
4L
II1I2
(R0+r2)-r1或RX=2R0-r1
I1
I1
8. 15.(1)6.0Ω; (2)0.700; 图略
9. 1.74V 0.452A 1.834mm
10. (1) (2)36.48—36.52 (3)Rx=
-
3)滑动变阻器分压接法,电流表外接法。 0.796—0.798
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