某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：

题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

河南南阳市第一中学2017-2018学年高二上学期物理期末模拟考试卷

（1）、用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L=mm。

（2）、用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=mm。

（3）、用多用电表的电阻使用“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为Ω。

（4）、该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R；

电流表A₁（量程0～5mA，内阻约50Ω）

电流表A₂（量程0～15mA，内阻约30Ω）

电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）

电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）

直流电源E（电动势4V，内阻不计）

滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A

滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）

开关S；导线若干

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在下面框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号。

（5）、若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率表达式ρ=。（不要求计算，用题中所给字母表示）

举一反三

在“测定金属的电阻率”的实验中，测定阻值约为3﹣5Ω的金属丝的电阻率，实验中所用的电压表规格：量程0﹣3V、内阻3kΩ；电流表规格：量程0﹣0.6A、内阻0.1Ω；还有其他一些器材：

一细而均匀的导电材料，截面为圆柱体，如图所示，此材料长约5cm，电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ.现提供以下实验器材

A.游标卡尺；

B.螺旋测微器；

C.电流表A₁（量程50mA，内阻r₁=100Ω）；

D.电流表A₂（量程100mA，内阻r₂约为40Ω）；

E.电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；

F.滑动变阻器R₁（0～10Ω，额定电流2A）；

G.直流电源E（电动势为3V，内阻很小）；

H.上述导电材料R₂（长约为5cm，电阻约为100Ω）；

I.开关一只，导线若干.

请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品电阻率ρ的实验方案，回答下列问题：

某同学在“测定金属丝电阻率”的实验中：

某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率（图中R_x表示待测金属丝的电阻）。

（1）正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径，结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为{#blank#}1{#/blank#}mm。

（2）连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至{#blank#}2{#/blank#}（选填“最左端”或“最右端”）。

（3）用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长度为l，用螺旋测微器测得金属丝的直径为d，用电流表和电压表测得金属丝的电阻为R_x ，则被测金属丝的电阻率为ρ={#blank#}3{#/blank#}。（用题中所给物理量的字母表示）

双流中学一研究性学习小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200Ω.m，如图1所示为该组同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm，将水样注满容器后，进行以下操作：

（1）分别用多用电表欧姆挡的“×100”、“×1K”两挡粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图2所示，则所测水样的电阻约为{#blank#}1{#/blank#}Ω。

（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材；

A．电流表（量程6mA，电阻R_A为20Ω） B．电压表（量程15V电阻R_v约为10kΩ）

C．滑动变阻器（0-20Ω，额定电流1A） D．电源（12V内阻约10Ω）

E．开关一只、导线若干

请在图3的实物图中完成电路连接{#blank#}2{#/blank#}

（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在图4的坐标纸中作出U-I关系图线

U/V	2.0	3.8	6.8	8.0	10.2	11.6
I/mA	0.73	1.36	2.20	2.89	3.66	4.15

（4）由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为{#blank#}3{#/blank#}Ω.m，据此可知，所测水样在电阻率这一指标上{#blank#}4{#/blank#}（选填“达标”或“不达标”）。

某同学用电路与安全用电的知识解决生活实际问题。

（1）下表中是几种常见铜导线的安全载流量（即长时间通电的最大安全电流），若家中计划安装一个充电功率为3.3kW的汽车充电桩（额定电压为220V），从既安全又经济的角度考虑，应选用的导线是{#blank#}1{#/blank#}（填写导线代号）。

导线代号	横截面积 $\text{[math]}$	安全载流量 $\text{[math]}$
A	1	8~12
B	2.5	16~25
C	6.0	32~40

（2）家里有一捆已经使用过的铜导线，该同学想通过实验估测其长度。由于铜导线电阻较小，他将这捆导线与 $\text{[math]}$ 的标准电阻串联，利用多用电表“×1”挡测量其总阻值，结果如图甲所示，其读数为{#blank#}2{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（3）为更精确测量该捆导线电阻，该同学设计了以下电路，如图乙所示，用到的器材包括：电压表（量程3V）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器（最大阻值 $\text{[math]}$ ）、干电池组（电动势3V，内阻较小）、导线若干。为使电压表示数变化范围较大，请用笔画线代替导线将图乙中的电路连接完整{#blank#}3{#/blank#}。

（4）该同学利用图乙测得电压表示数为 $\text{[math]}$ 时，电流表示数为 $\text{[math]}$ ，已知铜电阻率为 $\text{[math]}$ ，导线横截面积为 $\text{[math]}$ ，则该捆导线的长度可以表示为{#blank#}4{#/blank#}（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、S、 $\text{[math]}$ 进行表示）。

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