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- 2021-04-17 发布
实验七+测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）
1．某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度．该螺旋测微器校零时的示数如图1(a)所示，测量金属板厚度时的示数如图(b)所示．图(a)所示读数为________mm，图(b)所示读数为________mm，所测金属板的厚度为________mm.
图1
答案 0.010(0.009或0.011也对) 6.870(6.869或6.871也对) 6.860(6.858～6.862)
2．如图2所示为某次实验中两电表的示数情况，则：
图2
电流表A的示数为________ A，电压表V的示数为________ V.
解析 电流表选择0～3 A的量程，刻度盘中有三个大格，则每一大格为1 A，每一大格又分为10小格，则每一小格表示0.1 A，故指针所指的示数为1.50 A．电压表选择0～15 V的量程，刻度盘中有三个大格，则第一大格为5 V，每一大格又分为10小格，则每一小格表示0.5 V，故指针所指的示数为7.5 V.
答案 1.50 7.5
3．某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：
电流表A(量程为0～5 mA，内阻约为10 Ω)；
电压表V(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)；
最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器；
电源E(电动势约3 V)；开关S、导线若干．
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图4甲所示电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻的阻值Rx大约为________ Ω.
(2)经分析，该电路测量误差较大，需改进．请直接在图3甲上改画：①在不需要的连线上画“×”表示，②补画上需要添加的连线．
(3)对改进的电路进行测量，并根据测量数据画出了如图4乙所示的UI图象，得Rx＝________ Ω.(保留三位有效数字)
图3
解析 本题考查伏安法测电阻及电流表外接法和内接法的选择．
(1)根据用图甲测量的数据和欧姆定律可得：
Rx＝＝ Ω＝500 Ω.
(3)待测电阻Rx的大小就等于图乙中图线的斜率，即Rx＝＝ Ω＝500 Ω.
答案 (1)500 (2)如图所示 (3)500
4．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如
下：待测金属丝：Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)；
电压表：V(量程3 V，内阻约3 kΩ)
电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)；
A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)；
电源：E1(电动势3 V，内阻不计)；
E2(电动势12 V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线．
图4
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图4所示，读数为______mm.
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框内完成电路原理图．
答案 (1)1.773(1.771～1.775均正确) (2)A1 E1 电路图如解析图
5．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图5(a)和(b)所示，长度为________cm，直径为________mm.
图5
(2)按图3(c)连接电路后，实验操作如下．
(a)将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0.
(b)将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1 280 Ω.
(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω.
(3)将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示．
当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示．
由闭合电路欧姆定律知I＝，
当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体，
所以R圆柱体＝1 280 Ω.
答案 (1)5.01 5.315 (2)大 大 (3)1 280
6．某课题小组通过实验测量河水的电阻率．现备有一根均匀的长玻璃管(两端
各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、直尺、待测的水样品．电路器材如表一，他们用伏安法多次测量的数据如表二(为实验处理的方便，实验时每次都把电流表示数调到相同)；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图5甲所示．
表一
器材编号
器材名称
规格
1
电流表
200 μA，内阻约10 Ω
2
电压表
12 V，内阻约100 kΩ
3
电池组
12 V，内阻不计
4
滑动变阻器
10 Ω 1 A
5
开关
6
导线
若干
7
定值电阻
100 Ω
表二
序号
水柱长度/cm
电压表示数/V
电流表示数/μA
1
10
2
100
2
20
4
100
3
30
6
100
4
40
8
100
5
50
10
100
(1)玻离管内径d的测量值为________ cm.
(2)根据表一器材和表二数据确定测量电路中电流表应该________(填“内接”或“外接”)，电路的连接方式应该采用________(填“分压电路”或“限流电路”)．
(3)用计算出的水柱长度L与水柱电阻R在图6乙中描点，画出RL图象(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)．
图6
(4)计算出所测水的电阻率为________ Ω·m.
解析 (1)由游标卡尺直接读数得玻璃管内径为2.26 cm；
(2)电流表内阻远小于电压表内阻，故电流表采用内接法，待测电阻很大，滑动变阻器阻值较小，为操作方便，应该采用分压电路；
答案 (1)2.26 (2)内接 分压电路 (3)如解析图所示 (4)80.2
7． (1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图7－3－13甲所示，读数为________mm.
(2)用游标为20分度的卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，读数为________cm.
图7－3－13
解析：(1)固定刻度部分读数为0.5 mm，可动刻度部分读数为11.7×0.01 mm＝0.117 mm，则螺旋测微器的读数为0.5 mm＋0.117 mm＝0.617 mm(0.616 mm～0.619 mm都对)．
(2)主尺上的读数为0.6 cm，游标尺上的第15条刻线与主尺的某一刻线对齐，游标尺读数为15×0.05 mm＝0.75 mm，则游标卡尺的读数为0.6 cm＋0.075 cm＝0.675 cm.
答案：(1)0.617(0.616～0.619) (2)0.675
8．在“测定金属的电阻率”的实验中，所用的电阻丝 Rx的阻值约为3 Ω，变阻器最大阻值为20 Ω，电源电压为3 V，电源内阻不计，则：
(1)电压表的量程应选用________，电流表的量程应选用________．
(2)画出实验电路图．
解析：(1)由于电源的电动势为3 V，所以电压表量程应选0～3 V，在实验中电流不能太大，电流表量程应选0～0.6 A.
(2) 由于 Rx≈3 Ω，为小电阻，故用电流表外接法，变阻器 R＞Rx
，故采用滑动变阻器限流接法，如图所示．
答案：(1)0～3 V 0～0.6 A
(2)见解析图
9．为了测定某一电压表的内阻，给出了以下器材：
A．待测电压表(0～1.5 V，电阻在3.5 kΩ～4.5 kΩ之间)
B．电流表(0～500 μA，内阻约为100 Ω)
C．滑动变阻器(0～50 Ω)
D．开关
E．电源(1.5 V的干电池一节)
F．导线若干
要求设计实验电路，测量多组I、U数据，然后作U－I图线求电压表的内阻
(1)某同学设计了如图7－3－14甲所示的电路图，经审查该图不能满足测量要求，请指出该电路存在的问题：________.
图7－3－14
(2)请你另外设计一个能满足测量要求的电路图，画在图乙所示的方框内．
(3)某同学用重新设计的电路进行实验，读得的各组数据用实心圆点标于坐标图丙上，如图所示．根据各点表示的数据描出U－I图线，由此求得电压表内阻 RV＝____kΩ(保留两位有效数字)．
答案：(1)滑动变阻器不能接成限流式
(2)如图
(3)3.8～4.1之间均对
10．为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图7－3－15所示的电路．图中，A0是标准电流表，R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电池．完成下列实验步骤中的填空：
图7－3－15
(1)将S拨向接点1，接通S1，调节______，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时______的读数I；
(2)然后将S拨向接点2，调节______，使______，记下此时RN的读数；
(3)多次重复上述过程，计算RN读数的______，此即为待测微安表头内阻的测量值．
答案：(1)R0 标准电流表(或A0)
(2)RN 标准电流表(或A0)的读数仍为I
(3)平均值
11．某同学测量阻值约为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．电键和导线若干．
电流表应选________，电压表应选________．(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，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：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________.
图7－3－16
答案：B C
①电流表应采用内接的方法
②滑动变阻器应采用分压式接法
12．在“测定金属的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材：
A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)
B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)
E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A)
F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)
G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)
H．开关S，导线若干
(1)为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有________．
(2)为了减小实验误差，应选用图甲中________(填“a”或“b”)为该实验的电路图，并按所选择的电路图把实物图乙用导线连接起来．
(2)因A2的内阻不能满足远小于Rx，电流表应外接，故选图b.实物连接如图所示．
答案：(1)A、D、E、G、H (2)b 实物图连接见解析
13．某学习小组用伏安法测量一未知电阻Rx的阻值，给定器材及规格为：
电流表A(量程为0～5 mA，内阻约为10 Ω)；
电压表V(量程为0～3 V，内阻约为3 kΩ)；
最大阻值约为100 Ω的滑动变阻器；
电源E(电动势约3 V)；开关S、导线若干．
(1)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图甲所示电路试测，读得电压表示数大约为2.5 V，电流表示数大约为5 mA，则未知电阻的阻值Rx大约为________Ω.
(2)经分析，该电路测量误差较大，需改进．请直接在图甲上改画：①在不需要的连线上画“×”表示，②补画上需要添加的连线．
(3)对改进的电路进行测量，并根据测量数据画出了如图乙所示的U－I图象，得Rx＝________Ω(保留三位有效数字)．
(3)待测电阻Rx的大小就等于图乙中图线的斜率，即Rx＝＝ Ω＝500 Ω.
答案：(1)500 (2)见解析图 (3)500
14．为了更准确地测量某电压表的内阻RV(RV约为3.0×103 Ω)，该同学设计了如图所示的电路图，实验步骤如下：
A．断开开关S，按图连接好电路；
B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；
C．将电阻箱R0的阻值调到零；
D．闭合开关S；
E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3 V位置；
F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5 V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；
G．断开开关S.
实验中可供选择的实验器材有：
a．待测电压表
b．滑动变阻器：最大阻值2 000 Ω
c．滑动变阻器：最大阻值10 Ω
d．电阻箱：最大阻值9 999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω
e．电阻箱：最大阻值999.9 Ω，阻值最小改变量为0.1 Ω
f．电池组：电动势约6 V，内阻可忽略
g．开关、导线若干
按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
(1)要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用________(填“b”或“c”)，电阻箱中选用________(填“d”或“e”)．
(2)电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真(填“＞”或“＜”)；若RV越大，则越________(填“大”或“小”)．
答案：(1)c d (2)> 小