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题型:实验探究题 题类:常考题 难易度:容易

河北省衡水中学2019-2020学年高三上学期物理第一次联合考试试卷

某同学测量一金属导体的电阻率,如图甲所示,该导体横截面为空心的正方形。外正方形的边长是内正方形边长的2倍且内正方形中空。经粗略测量该金属导体电阻为 左右。为了精确测量它的阻值R,以便进一步测出该材料的电阻率 ,实验室备有下列器材。

A.电源E(电动势为3V,内阻不计)

B.电流表A1(量程为0~1A,内阻r1约为

C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻

D.滑动变阻器 (阻值范围0~

E.开关S,导线若干

(1)、请在图乙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图。
(2)、做实验时,先把滑动变阻器滑片P滑动到A端,闭合开关S,滑动P到合适位置,记录电流表A1的读数 ,记录电流表 的读数 ,可以求出金属导体电阻R=(用题中所给字母表示),然后滑动滑片,多次测量求平均值,可得到更精确阻值。
(3)、该同学测得外正方形的边长为a,金属导体的长度为L。用已经测得的物理量 、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
举一反三
小李同学为测量某金属丝的电阻率,他截取了其中的一段,用米尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表粗测其电阻约为R.

①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐,从图(甲)中读出金属丝的长度L={#blank#}1{#/blank#}cm.

②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径,从图(乙)中读出金属丝的直径D={#blank#}2{#/blank#}mm.

③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻,从图(丙)中读出金属丝的电阻R={#blank#}3{#/blank#}Ω.

④接着,该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻,实验电路如图丁所示,然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.实验室提供的器材有:

A.直流电源E(电动势4V,内阻不计)

B.电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)

C.电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)

D.电压表V1(量程0~3V,内阻10kΩ)

E.电压表V2(量程0~15V,内阻25kΩ)

F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)

G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)

H.待测电阻丝Rx , 开关、导线若干

要求较准确地测出其阻值,电流表应选{#blank#}4{#/blank#},电压表应选{#blank#}5{#/blank#},滑动变阻器应选{#blank#}6{#/blank#}.(用器材前的字母表示即可)

⑤用图所示的电路进行实验测得Rx , 实验时,开关S2应向{#blank#}7{#/blank#}闭合(选填“1”或“2”).

⑥请根据选定的电路图,在如图戊的实物上画出连线{#blank#}8{#/blank#}(部分线已画出).

⑦设金属丝的长度为L,测得直径的平均值为D,测得的电压值是U,电流值是I,则金属丝电阻率的表达式为ρ={#blank#}9{#/blank#}(用给定字母表示)

测量电阻丝的电阻率r,电阻丝的电阻约为20Ω。先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。除电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω)、电阻箱R(0~999.9W)、开关、导线若干,可供选择的器材还有:

电流表A1(量程0~100mA,内阻约5W);

电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω)。

①实验操作步骤如下:

A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;

B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路;

C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;

D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;

E.断开开关,改变{#blank#}1{#/blank#}的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。重复多次,记录每一次的R和L数据。

F.断开开关。

②如图乙,用螺旋测微器测量电阻丝直径为d ={#blank#}2{#/blank#}mm;

③电流表应选择{#blank#}3{#/blank#}(选填“A1”或“A2”);

④用记录的多组R和L的数据,绘出了如图丙所示图线,截距分别为R0和L0 , 再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式 r ={#blank#}4{#/blank#}(用给定的字母表示)。

⑤电流表存在一定内阻,这对该实验的测量结果{#blank#}5{#/blank#}影响(选填“有”、“无”)

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