资源描述
1．在“测定金属的电阻率”的试验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图3－6－6所示，用米尺测出金属丝的长度l，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后依据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
图3－6－6
(1)从图中读出金属丝的直径为________ mm.
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3 V，内阻10 kΩ
B．电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C．电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω
D．电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E．滑动变阻器，0～10 Ω
F．滑动变阻器，0～100 Ω
①要求较精确 地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号)
②试验中某同学的实物接线如图3－6－7所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误．
图3－6－7
错误1：________________________________________________________________________.
错误2：________________________________________________________________________.
(3)若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的电阻率ρ＝________．
答案 (1)0.680(或0.679) (2)①A C E ②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：接受了电流表内接法 (3)
解析 (1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm，可动刻度上接近第18个刻度线，可以估读0.180 mm(或0.179 mm)，所以该金属丝直径应为0.5 mm＋0.180 mm(或0.179 mm)＝0.680 mm(或0.679 mm)．
(2)①由电路图知电源是两节干电池，电动势是3 V，用3 V量程的电压表A；由于电阻丝的电阻大约为5 Ω，假如把3 V的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A，因此用量程是0.6 A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小试验误差，应选10 Ω的滑动变阻器E.
(3)由R＝ρ可得：ρ＝.
1．在“测定金属丝电阻率”的试验中，由ρ＝可知，对试验结果的精确 性影响最大的是( )
A．金属丝直径d的测量 B．电压U的测量
C．电流I的测量 D．金属丝长度l的测量
答案 A
解析 四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，由于在计算式中取直径的平方．
2．在测定阻值较小的金属的电阻率的试验中，为了减小试验误差，并要求在试验中获得较大的电压调整范围，在测量其电阻时应选择的电路是( )
答案 D
解析 金属阻值较小，在用伏安法测电阻时应当用电流表外接法，题干中要求试验中获得较大的电压调整范围，故滑动变阻器要接受分压式接法，D正确．
3．(双选)在“测定金属的电阻率”的试验中，以下操作中错误的是( )
A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C．用伏安法测电阻时，接受电流表内接法，多次测量后算出平均值
D．试验中应保持金属丝的温度不变
答案 AC
解析 试验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应接受电流表外接法．故A、C操作错误．
4．“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的试验电路如图3－6－8所示，a、b、c、d是四种不同的金属丝．
现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规格如下表所示．
图3－6－8
编号
材料
长度/m
横截面/mm2
A
镍铬合金
0.8
0.8
B
镍铬合金
0.5
0.5
C
镍铬合金
0.3
0.5
D
镍铬合金
0.3
1.0
E
康铜合金
0.3
0.5
F
康铜合金
0.8
0.8
(1)电路中四种金属丝应分别选用上表中的________(用编号表示)．
(2)某同学对试验数据分析归纳出：电路图中四种金属丝的电阻R与长度L、横截面积S的关系可用比例式R∝来表示．你认为是否正确，为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)在沟通合作时，有位同学提出用如图3－6－9所示的电路，只要将图中P端分别和1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，请你对其作出评价．
图3－6－9
答案 (1)BCDE (2)不正确，由于它们的材料不完全相同 (3)不能探究出．试验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等
解析 (1)本试验接受的是把握变量法，分别选用导体材料相同、横截面积相同时，导体的长度不同，B、C符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，C、D符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，导体的材料不同，C、E符合要求．故选B、C、D、E.
图3－6－10
5．某同学在一次“测定金属的电阻率”的试验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720 m，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如图3－6－10所示)，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5 Ω)，然后计算出该金属材料的电阻率．在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下试验器材：
A．直流电源(输出电压为3 V)
B．电流表A(量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
C．电压表V(量程0～3 V，内阻3 kΩ)
D．滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
E．开关、导线等
(1)从图中读出金属丝的直径为________ mm.
(2)依据所供应的器材，在虚线框中画出试验电路图．
Ｋ
(3)若依据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝4.0 Ω，则这种金属材料的电阻率为________ Ω·m(保留两位有效数字)．
答案
(1)0.600 (2)如图所示
(3)1.6×10－6
解析 (3)由R＝ρ得ρ＝＝，将Rx＝4.0 Ω、l＝0.720 m、d＝0.600 mm＝0.600×10－3 m代入得ρ＝1.6×10－6 Ω·m.
6．在“测定金属的电阻率”的试验中，待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω，试验室备有下列试验器材：
A．电压表(量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)
B．电压表(量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)
C．电流表(量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)
E．变阻器R1(0～100 Ω，0.6 A)
F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)
G．电池组E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)
H．开关S，导线若干
(1)为减小试验误差，应选用的试验器材有________(填代号)．
(2)为减小试验误差，应选用图3－6－11中________(选填“甲”或“乙”)为该试验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图3－6－11中的实物图用线连接起来．
图3－6－11
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图3－6－12所示，则金属丝的直径为________ mm，电阻值为________ Ω.
图3－6－12
答案 (1)ADEGH (2)乙 实物图见解析 (3)0.635 2.4
解析 (1)由于电源的电动势为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I＝＝ A＝0.6 A，电流表应选D；依据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E；还要选用电池和开关，导线若干．故应选用的试验器材有ADEGH.
(2)由于＞，应接受电流表外接法，应选图乙所示电路，实物连接如图所示．
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A，被测电阻的阻值为Rx＝ Ω＝ Ω＝2.4 Ω.
7．(2022·北京高考)在“测定金属的电阻率”试验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图3－6－13所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．
图3－6－13
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.试验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干．
某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行试验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上试验数据可知，他们测量Rx是接受图3－6－14中的________图(选填“甲”或“乙”)．
图3－6－14
(3)图3－6－15是测量Rx的试验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请依据(2)所选的电路图，补充完成图3－6－15中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．
图3－6－15
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图3－6－16所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图3－6－16中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(保留两位有效数字)．
图3－6－16
(5)依据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)．
A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·m
C．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m
答案 (1)0.398(0.395～0.399均正确) (2)甲 (3)见解析图甲 (4)见解析图乙 4.4(4.3～4.7均正确) (5)C
解析 (1)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm.
(2)由试验记录的数据可知Rx的阻值大约为5 Ω.由题知Rx≪RV，故电流表外接．若滑动变阻器接为限流的形式，则Rx两端的电压最小值Umin＝E≈0.6 V，而从试验数据可知Rx两端电压可为0.10 V，因此滑动变阻器应接受分压的形式．
(3)如甲图所示．
甲
(4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图乙所示．
乙
图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx＝4.4 Ω.
(5)依据R＝ρ得金属丝的电阻率ρ＝＝＝ Ω·m≈1.09×10－6 Ω·m，故选项C正确．
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