1、实验七导体电阻率的测量(建议用时：40分钟)1(2020山东模拟)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率，设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻值。所用器材有电流表A1、A2、电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等。操作步骤如下：调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大；闭合开关，适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值；记录两个电流表A1、A2的示数分别为I1、I2。请回答以下问题：(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数I2_I1时，电阻箱的阻值等于待测铅笔芯的电阻值。(2)用螺旋测微器测量该铅笔芯的直径，螺旋测微器的示数如图乙所示，该铅笔芯的直径为_mm。(3)已测得该铅笔芯
2、的长度l20.00 cm，电阻箱R1的读数为5.00 ，根据上面测量的数据可计算出铅笔芯的电阻率_m。(结果保留3位有效数字)(4)若电流表A2的内阻不能忽略，仍利用(1)中方法，则铅笔芯电阻的测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。解析：(1)若电流表的内阻可忽略，则电流表示数 I12I2，即I2I1时，通过待测铅笔芯的电流与电流表A2的示数相等，根据并联电路的特点可知，电阻箱的阻值等于待测铅笔芯的电阻值。(2)螺旋测微器的示数为05 mm0.01 mm50.01.000 mm。(3)根据R可得1.96105 m。(4)若电流表A2的内阻不能忽略，则电流表A2与电阻箱的电阻之和等于
3、待测铅笔芯的电阻，所以仍利用(1)中方法，则铅笔芯电阻的测量值小于真实值。答案：(1)(2)1.000(3)1.96105(4)小于2(2020海口模拟)某实验小组要测量一根金属丝的电阻率，设计如图甲所示的实验电路。请填写空格处相关内容。甲 乙丙(1)将P移到金属丝a位置，开启电源，合上开关S，调节电阻箱的阻值到_(选填“最大”或“0”)，并读出此时电流表的示数I0，断开开关S。(2)适当向b端滑动P，闭合开关S，调节电阻箱使电流表示数为_，记录电阻丝aP部分的长度L和电阻箱对应的阻值R，断开开关S。(3)重复步骤(2)，直到记录9组L和R的值，并画出RL的关系图线，如图乙所示。(4)根据RL
4、图线，求得斜率为_/m。(5)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图丙所示，其示数为_mm，可算得金属丝的电阻率为_m。要求(4)(5)的计算结果均保留3位有效数字解析：(1)(2)根据实验原理知，开始时，电阻箱的有效电阻为0，即调到0。适当向b端滑动P，闭合开关S，调节电阻箱使电流表示数仍为I0。(4)根据电阻定律有RaP，则RL图线的斜率k /m32.0 /m。(5)螺旋测微器的读数为d20.00.01 mm0.200 mm；由上述分析有k，Sd2，联立得 1.00106 m。答案：(1)0(2)I0(4)32.0(5)0.2001.001063在电子线路制作中常用到覆铜板，覆铜板是将补强材料(
5、加入橡胶中可以显著提高其力学性能的材料)浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板，它是做印制电路板的基本材料，常叫基材。小明同学是电子制作爱好者，他想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度。于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率1.75108 m，并利用下列器材完成了这个实验：A. 电源E(电动势为6 V，内阻不计)；B. 取待测长方形覆铜板一块(一面覆铜箔)，将两个粗铜条A、B平行压置在覆铜板的两端，与覆铜板接触良好，用作电极，如此就制成了待测电阻Rx(阻值约为2 )；C. 滑动变阻器R1(总阻值约为10 )；D. 定值电阻R2(电阻值R26 )；E. 毫米
6、刻度尺和游标卡尺；F. 电压表V(量程为06 V，内阻很大)；G. 电流表A(量程为00.6 A，内阻约为5 )；H. 开关S，导线若干。(1)请在图甲的实物图中完成实物连线，要求实验测量精度高。(2)小明在接通电路之前，先用游标卡尺测得覆铜板宽度d，如图乙所示，则游标卡尺的读数为_ mm。(3)小明用毫米刻度尺测两电极A、B间的距离L1.001 0 m。(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请完成作图。若所得图线的斜率用k表示，则导电铜膜的电阻Rx_(用k及题中所给字母表示)，根据实验数据及IU图像求出导电铜膜的电阻Rx_ (结果保留2位有效数字)。(5)计算导电铜膜厚
7、度h的值为_ mm(结果保留2位有效数字)。解析：(1)铜膜的电阻很小，为保护电路应把定值电阻与待测电阻串联，电压表内阻远大于铜膜电阻，电流表应采用外接法；为测得多组数据，滑动变阻器应采用分压式接法，则实物图如图甲所示。甲乙(2)游标卡尺的读数为0.8 cm10.02 mm8.02 mm。(4)作出IU图像如图乙所示。因RxR2，则RxR2；由图线可知k 1 1，解得Rx2.3 。(5)根据Rx解得h m9.5107 m9.5104 mm。答案：(1)见解析图甲(2)8.02(4)见解析图乙R22.3(5)9.5104(9.41049.6104均正确)4在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所
8、测金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍，内三角形为中空。为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用电表的欧姆挡“1”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针位置如图乙所示，则读数应记为_ 。现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻R，以便进一步测出该材料的电阻率。A. 电源E(电动势为3 V，内阻约为1 )B. 电流表A1(量程为00.6 A，内阻r1 约为1 )C. 电流表A2(量程为00.6 A，内阻r25 )D. 最大阻值为10 的滑动变阻器R0E. 开关S，导线若干(1)请在图丙虚线框内画出完整、合理的测量电路图。(2)先将R0调至最大
9、，闭合开关S，调节滑动变阻器R0，记下各电表读数，再改变R0进行多次测量。在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若A1的示数为I1，A2的示数为I2，则该金属导体的电阻 R_。(3)该同学用刻度尺测量导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。测边长a时，螺旋测微器的读数如图丁所示，则a_mm。用已经测得的物理量I1、I2、L、a及题中所给物理量可得到该金属材料电阻率的表达式为_。解析：多用电表的读数为61 6 。(1)给出的器材中只有电流表，没有电压表，但其中一个电流表给出了内阻，可将此电流表当电压表使用，利用伏安法测电阻，测量电路如图所示。(2)由欧姆定律可知I2r2(I1I2)R，解得 R。(3)螺旋测微器的读数a5.5 mm0.01 mm16.55.665 mm；由几何关系可得导体的截面积为Sa2a2，则根据电阻定律有R，解得。答案：6(1)见解析图(2)(3)5.665(5.6635.667均正确)
