9、
(xx·江蘇·11)某同學(xué)利用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)電路來測(cè)量電阻的阻值．
(1)將電阻箱接入a、b之間，閉合開關(guān)．適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′后保持其阻值不變．改變電阻箱的阻值R，得到一組電壓表的示數(shù)U與R的數(shù)據(jù)如下表：
電阻R/Ω
5.0
10.0
15.0
25.0
35.0
45.0
電壓U/V
1.00
1.50
1.80
2.14
2.32
2.45
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U－R關(guān)系圖象．
圖5
(2)用待測(cè)電阻Rx替換電阻箱，讀得電壓表示數(shù)為2.00 V．利用(1)中測(cè)繪的U－R圖象可得Rx＝________Ω.
(3)使用較長(zhǎng)時(shí)間后，電池的電
10、動(dòng)勢(shì)可認(rèn)為不變，但內(nèi)阻增大．若仍用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中測(cè)繪的U－R圖象測(cè)定某一電阻，則測(cè)定結(jié)果將________(選填“偏大”或“偏小”)．現(xiàn)將一已知阻值為10 Ω的電阻換接在a、b之間，你應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，便仍可利用本實(shí)驗(yàn)裝置和(1)中測(cè)繪的U－R圖象實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)電阻的準(zhǔn)確測(cè)定？
[規(guī)范思維]
題型三 測(cè)金屬的電阻率
【例3】 (xx·四川達(dá)州一中高三月考)如圖6所示(導(dǎo)線連線不完整)，某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端各安裝了一個(gè)電極(接觸電阻不計(jì))，兩電極相距L＝0.700 m，其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液．用如下器材進(jìn)行測(cè)
11、量：
電壓表(量程15 V，內(nèi)阻約30 kΩ)
電流表(量程300 μA，內(nèi)阻約50 Ω)
滑動(dòng)變阻器(最大阻值10 Ω，額定電流1 A)
電池組(電動(dòng)勢(shì)E＝12 V，內(nèi)阻r＝6 Ω)
單刀單擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．
圖6
表1是他測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖7所示．
表1
U/V
0
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
I/μA
0
22
65
109
155
175
240
圖7
根據(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題：
(1)玻璃管內(nèi)徑d的
12、測(cè)量值為________cm；
(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖8坐標(biāo)系中描點(diǎn)，請(qǐng)作出U－I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)；
圖8
(3)計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ＝________(用R、d、L表示)，測(cè)量值為
________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)；
(4)請(qǐng)畫出測(cè)量導(dǎo)電溶液電阻的電路圖，并在圖6中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線．
[規(guī)范思維]
1．在做“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作正確的是( )
A．若待測(cè)金屬導(dǎo)線是漆包線，應(yīng)該用火燒去表面漆皮，輕輕抹去灰塵后
13、再測(cè)金屬絲的直徑，千萬不可用小刀去刮漆皮，而兩端接頭部分則用紗布打磨干凈，以保證電路接觸良好
B．用米尺反復(fù)測(cè)量三次導(dǎo)線的總長(zhǎng)度，求出平均值L，然后將導(dǎo)線接入測(cè)量電路中
C．估計(jì)待測(cè)金屬導(dǎo)線的總長(zhǎng)，選擇合適的儀器和實(shí)驗(yàn)電路
D．合上開關(guān)S，不斷增大滑動(dòng)變阻器接入電路的有效阻值，記錄幾組對(duì)應(yīng)的電流和電壓數(shù)值，計(jì)算出導(dǎo)線的總電阻
2．(1)用游標(biāo)為50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量某工件的長(zhǎng)度時(shí)，示數(shù)如圖9所示，則測(cè)量結(jié)果應(yīng)該讀作________ mm.
圖9
圖10
(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)圓柱體的直徑時(shí)，示數(shù)如圖10所示，此示數(shù)為______ mm.
(3)在“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”
14、的實(shí)驗(yàn)中，用電壓表測(cè)得金屬絲兩端的電壓U，用電流表測(cè)得通過金屬絲中的電流I，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d，測(cè)得數(shù)據(jù)如圖11所示，請(qǐng)從圖中讀出U＝________ V，I＝______ A，d＝________ m.
圖11
3．在“探究決定導(dǎo)線電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中，
圖12
用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)的刻度位置如圖12所示，用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度L，金屬絲的電阻大約為5 Ω，先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm.
(2)為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：
A．電壓表
15、0～3 V，內(nèi)阻10 kΩ
B．電壓表0～15 V，內(nèi)阻50 kΩ
C．電流表0～0.6 A，內(nèi)阻0.05 Ω
D．電流表0～3 A，內(nèi)阻0.01 Ω
E．滑動(dòng)變阻器0～10 Ω
F．滑動(dòng)變阻器0～100 Ω
①要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________．(填序號(hào))
②實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖13所示，請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤．
圖13
錯(cuò)誤1：
________________________________________________________________________
16、
________________________________________________________________________
錯(cuò)誤2：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．(xx·新課標(biāo)·22)為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖14所示的電路．圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變
17、阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池．完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：
(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)________的讀數(shù)I；
(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________，使________，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；
(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的________，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值．
圖14
5．(xx·深圳中學(xué)月考)某學(xué)習(xí)小組為測(cè)量一銅芯電線的電阻率，他們截取了一段電線，用米尺測(cè)出其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，用螺旋測(cè)微器測(cè)得其直徑為D，用多用電表測(cè)得其電阻值約為2 Ω.為提高測(cè)量的精度，
18、該小組的人員從下列器材中挑選了一些元件，設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，重新測(cè)量這段導(dǎo)線(用Rx表示)的電阻．
A．電源E(電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì))
B．電壓表V(量程為0～3.0 V，內(nèi)阻約為2 kΩ)
C．電壓表V(量程為0～15.0 V，內(nèi)阻約為6 kΩ)
D．電流表A(量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω)
E．電流表A(量程為0～3.0 A，內(nèi)阻約為0.1 Ω)
F．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10 Ω，額定電流2.0 A)
G．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1 kΩ，額定電流1.0 A)
H．定值電阻R0(阻值為3 Ω)
I．開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干
圖15
(1)如圖15所示是
19、該實(shí)驗(yàn)小組用螺旋測(cè)微器對(duì)銅芯線直徑的某次測(cè)量，其讀數(shù)是________mm.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表選________，電流表選________，滑動(dòng)變阻器選________．(只填代號(hào))
(3)為提高實(shí)驗(yàn)的精確度，請(qǐng)你為該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)電路圖，并畫在下面的方框中．
(4)某次測(cè)量時(shí)，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該銅芯線材料的電阻率的表達(dá)式為：ρ＝________.
實(shí)驗(yàn)學(xué)案35 探究決定導(dǎo)線電阻的因素
【基礎(chǔ)自主落實(shí)】
實(shí)驗(yàn)原理
1．固定刻度數(shù) 可動(dòng)刻度數(shù)
3．(1) 大阻值 小阻值 (2)②外接法 內(nèi)接法
5．電壓表 電流表 毫米刻度尺
20、 螺旋測(cè)微器
實(shí)驗(yàn)器材
②螺旋測(cè)微器 ⑥滑動(dòng)變阻器
實(shí)驗(yàn)步驟
1．πd2/4 2.有效 3.最大
【熱點(diǎn)題型精析】
例1 2.25 6.860 0.1 mm 0.01 mm
解析 對(duì)游標(biāo)卡尺：主尺刻度為22 mm，游標(biāo)尺共10個(gè)格，分度為0.1 mm，且游標(biāo)尺的第5個(gè)格與主尺刻度線對(duì)齊，因此它的讀數(shù)為l＝22 mm＋0.1×5 mm＝22.5 mm＝2.25 cm.對(duì)螺旋測(cè)微器：它精確到0.01 mm，固定尺刻度讀數(shù)為6.5 mm，可動(dòng)尺刻度為36.0×0.01 mm＝0.360 mm，所以螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：
d＝6.5 mm＋36.0×0.01 mm＝6.860 mm.
21、
[規(guī)范思維] 游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)是高考?？嫉膯栴}之一，讀數(shù)時(shí)不管題目怎么要求，先讀成毫米，這樣讀數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是整數(shù)部分從固定尺上進(jìn)行讀數(shù)，小數(shù)部分從螺旋尺上進(jìn)行讀數(shù)．游標(biāo)卡尺不需要估讀，但是要注意游標(biāo)尺是十分度還是二十分度或者五十分度的；螺旋測(cè)微器需要估讀，估讀到0.001 mm.
例2 (1)U－R關(guān)系圖象見下圖
(2)20(19～21都算對(duì))
(3)偏?。桓淖兓瑒?dòng)變阻器阻值，使電壓表示數(shù)為1.50 V
解析 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，確定U、R軸刻度，使圖象盡量大一些，然后描點(diǎn)、連線[用平滑曲線連接，且必須過(0,0)點(diǎn)]．
(2)由作出的圖象得到相應(yīng)的R值，約為20 Ω.
22、
(3)由I＝知r增大后，計(jì)算出的R值會(huì)偏小，由題表知，要實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)電阻的準(zhǔn)確測(cè)定，應(yīng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表示數(shù)為1.50 V.
[規(guī)范思維] 本題是“替換法”測(cè)電阻的變形題，并且把“替換法”與圖象、電路分析相結(jié)合，使“替換法”有了新意．
例3 (1)3.075 (2)4.5×104 (3) 48 (4)見解析
解析 (1)30 mm＋15×0.05 mm＝30.75 mm＝3.075 cm.
(2)連線時(shí)要讓大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上．作出U－I圖象如下圖所示．從直線上取一點(diǎn)(155 μA，7.0 V)，求出R＝4.5×104 Ω.
(3)由R＝ρL/S，S＝π(d/2)2，
23、解出ρ＝＝48 Ω·m.
(4)在本題中，由于待測(cè)導(dǎo)電溶液電阻阻值較大，故應(yīng)采用電流表的內(nèi)接法，從表1可看出電表示數(shù)從零開始，故應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法．電路圖與實(shí)物連接圖如下圖所示．
[規(guī)范思維] (1)電阻的測(cè)量問題有多種呈現(xiàn)形式，首先要確定的是電流表到底是采用“內(nèi)接法”還是“外接法”．
(2)要正確連接實(shí)物圖，首先應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)原理，畫出實(shí)驗(yàn)原理圖(本題要求畫原理圖，如果不要求，也要先畫出原理圖，再畫連線圖)
【課時(shí)效果檢測(cè)】
1．A
2．(1)10.40 (2)2.720 (3)1.70 0.48
0．485×10－3
3．(1)0.679 (2)①A C E
24、②錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上 錯(cuò)誤2：采用了電流表內(nèi)接法
解析 (1)從螺旋測(cè)微器的主尺上可以看出，半毫米刻線已經(jīng)露出來，因此主尺上應(yīng)讀0.5 mm，可動(dòng)刻度接近第18個(gè)刻線，可以估讀0.179 mm，所以該金屬絲直徑應(yīng)為0.5 mm＋0.179 mm＝0.679 mm.
(2)①因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)是3 V，用3 V量程的電壓表A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5 Ω，如果把3 V的電動(dòng)勢(shì)全加在金屬絲上，電流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的電流表C；此題中金屬絲的電阻大約為5 Ω，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選10 Ω的滑動(dòng)變阻器E.
4．(1)R0 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0) (2)R
25、N 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I (3)平均值
解析 本題為用替代法測(cè)未知電流表的內(nèi)阻，其實(shí)驗(yàn)步驟為：(1)將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)R0，使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)I；(2)然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)RN，使標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I，記下此時(shí)RN的讀數(shù)；(3)多次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的平均值，此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值．
5．(1)0.700 (2)電路圖如圖所示(測(cè)量電路必須用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法亦可) (3)B D F (4)
解析 (1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要注意固定刻度上0.5刻度是否已露出，對(duì)可動(dòng)尺讀數(shù)時(shí)要注意估讀到小數(shù)點(diǎn)后第三位，單位為mm.
(2)電源的電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，考慮到電壓表的量程和精確度兩個(gè)因素，電壓表應(yīng)選B；干路中電流的最大值Imax＝＝ A＝0.6 A，電流表應(yīng)選D；考慮到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F.
(3)比較電壓表內(nèi)阻、電流表內(nèi)阻和待測(cè)電阻的大小關(guān)系，可得測(cè)量電路必須用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法和限流式接法均可．
(4)由R＝、R＝ρ和S＝π()2聯(lián)立解得該銅芯線材料的電阻率的表達(dá)式為
ρ＝.
2022年高三物理復(fù)習(xí) 第7章 實(shí)驗(yàn) 探究決定導(dǎo)線電阻的因素學(xué)案
