06/707/7/課時(shí)12實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體內(nèi)阻率的檢測(cè)一、選擇題(每小題7分，共14分)1。一同事將變阻器與一只“6V6～8W”規(guī)格的小燈泡L及開關(guān)S串聯(lián)后接在6V的電源E上，當(dāng)S閉合時(shí)，發(fā)覺燈泡發(fā)光．按如圖所示的接法，當(dāng)滑片P往右滑動(dòng)時(shí)，燈泡將(B)A．變暗B．變亮C．色溫不變D．可能燒毀燈泡解析：由題圖可知，變阻器接入電路的是PB段的阻值絲，因?yàn)闊襞莸念~定電流等于電源電流，所以不可能燒毀燈泡．當(dāng)滑片P往右滑動(dòng)時(shí)，接入電路中的內(nèi)阻絲變短，內(nèi)阻減少，燈泡變亮，B選項(xiàng)正確．2．(多選)滑動(dòng)變阻器的原理如圖所示，則下述說法中正確的是(AD)A．若將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP往右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻減小B．若將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP往右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的電阻降低C．將滑動(dòng)變阻器以限流式接法接入電路時(shí)，必須連入3個(gè)接線柱D．將滑動(dòng)變阻器以分壓式接法接入電路時(shí)，必須連入3個(gè)接線柱解析：若將a、c兩端連在電路中，aP部份將連入電路，則當(dāng)滑片OP往右滑動(dòng)時(shí)，該部份的導(dǎo)線寬度變長，變阻器接入電路中的電阻將減小，A正確．若將a、d兩端連在電路中，也是將aP部份連入電路，則當(dāng)滑片OP往右滑動(dòng)時(shí)，該部份的導(dǎo)線寬度變長，變阻器接入電路中的電阻將減小，B錯(cuò)誤．A、B兩個(gè)選項(xiàng)中均為限流式接法，可見在限流式接法中，a、b兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，C錯(cuò)誤．在滑動(dòng)變阻器的分壓式接法中，a、b兩個(gè)接線柱必須接入電路，c、d兩個(gè)接線柱中任意選一個(gè)，接入電路即可，D正確．二、非選擇題(共86分)3．(16分)在“測(cè)定金屬的內(nèi)阻率”的實(shí)驗(yàn)中，(1)某同事用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲半徑時(shí)，測(cè)得結(jié)果如圖甲所示，則該金屬絲的半徑為__2。
。(2)用阻值為3V的電流表和阻值為0。6A的電壓表測(cè)金屬絲的電流和電壓時(shí)讀數(shù)如圖乙、丙所示，則電流表的讀數(shù)為__2。60__V，電壓表的讀數(shù)為__0。52__A。(3)用米尺檢測(cè)金屬絲的寬度L＝0。810m．借助以上檢測(cè)數(shù)據(jù)，可得這些材料的內(nèi)阻率為__4。2×10－5__Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)．解析：(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：d＝2。5mm＋43。5×0。01mm＝2。935mm。(2)因電流表的每小格讀數(shù)為0。1V，所以應(yīng)估讀到0。01V，所以電流表的讀數(shù)為：U＝2。60V；同理高中物理電阻的測(cè)量，電壓表的每小格讀數(shù)為0。02A，應(yīng)估讀到0。01A，所以電壓表的讀數(shù)為：I＝0。52A。(3)依據(jù)R＝ρeqf(L,S)得：ρ＝eqf(RS,L)＝eqf(R·?f(d,2)?2π,L)代入數(shù)據(jù)得：ρ≈4。2×10－5Ω·m。4．(16分)(1)如圖甲所示的三把游標(biāo)千分尺，它們的游標(biāo)千分尺從上至下分別為9mm長10等分、19mm長20等分、49mm長50等分，它們的讀數(shù)依次為__17。7__mm，__23。，__3。。(2)使用螺旋測(cè)微器檢測(cè)金屬絲的半徑，示數(shù)如圖乙所示，則金屬絲的半徑是__2。
。(3)①如圖丙A使用0。6A阻值時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表__0。02__A，圖中指針示數(shù)是__0。44__A；當(dāng)使用3A阻值時(shí)，對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表__0。1__A，圖中指針示數(shù)為__2。20__A。②圖丙B使用較小阻值時(shí)，每小格表示__0。1__V，圖中指針的示數(shù)為__1。70__V．若使用的是較大量程，則這時(shí)表盤刻度每小格表示__0。5__V，圖中指針示數(shù)為__8。50__V。(4)旋鈕式內(nèi)阻箱如圖丁所示，電壓從接線柱A流入，從B流出，則接入電路的內(nèi)阻為Ω。今欲將接入電路的內(nèi)阻改為2087Ω，最簡單的操作方式是__將“×1_k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0__。若用兩個(gè)這樣的內(nèi)阻箱，即可得到的內(nèi)阻值范圍為__0～Ω__。解析：(1)圖A讀數(shù)：整毫米是17，不足1毫米數(shù)是7×0。1mm＝0。7mm，最后結(jié)果是17mm＋0。7mm＝17。7mm。圖B讀數(shù)：整毫米是23，不足1毫米數(shù)是17×0。05mm＝0。85mm，最后結(jié)果是23mm＋0。85mm＝23。85mm。圖C讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是9×0。02mm＝0。
18mm，最后結(jié)果是3mm＋0。18mm＝3。18mm。(2)固定刻度示數(shù)為2。0mm，不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀，其示數(shù)為15。0，最后的讀數(shù)：2。0mm＋15。0×0。01mm＝2。150mm。(3)①電流表使用0。6A阻值時(shí)，刻度盤上的每一小格為0。02A，指針示數(shù)為0。44A；當(dāng)使用3A阻值時(shí)，每一小格為0。1A，指針示數(shù)為2。20A。②電壓表使用3V阻值時(shí)，每小格表示0。1V，指針示數(shù)為1。70V；使用15V阻值時(shí)，每小格表示0。5V，指針示數(shù)為8。50V。(4)內(nèi)阻為1987Ω。最簡單的操作方式是將“×1k”旋鈕調(diào)到2，再將“×100”旋鈕調(diào)到0。每位內(nèi)阻箱的最大電阻是9999Ω，用這樣的兩個(gè)內(nèi)阻箱串聯(lián)可得到的最大內(nèi)阻是2×9999Ω＝19998Ω。故用兩個(gè)這樣的內(nèi)阻箱，可得到的內(nèi)阻值范圍為0～19998Ω。5．(14分)要檢測(cè)某種合金的內(nèi)阻率．(1)若合金絲寬度為L，半徑為D，電阻為R，則其阻值率ρ＝eqf(πRD2,4L)。用螺旋測(cè)微器測(cè)合金絲的半徑如圖甲所示，讀數(shù)為__0。。(2)圖乙是檢測(cè)合金絲電阻的原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)．按照原理圖在圖丙上將實(shí)物連線補(bǔ)充完整．(3)閉合S1，當(dāng)S2處于位置a時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為U1＝1。
35V，I1＝0。30A；當(dāng)S2處于位置b時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為U2＝0。92V，I2＝0。32A．按照以上檢測(cè)數(shù)據(jù)判定，當(dāng)S2處于位置__b__(選填“a”或“b”)時(shí)，檢測(cè)相對(duì)確切，檢測(cè)值Rx＝__2。9__Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：(2)如圖所示解析：(1)金屬絲內(nèi)阻：R＝ρeqf(L,S)＝ρeqf(L,π?f(D,2)?2)，則內(nèi)阻率：ρ＝eqf(πRD2,4L)。由圖示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為：0。5mm＋15。0×0。01mm＝0。650mm。(3)依據(jù)eqf(ΔU,U1)＝eqf(1。35－0。92,1。35)＝0。32，而eqf(ΔI,I1)＝eqf(0。32－0。30,0。30)＝0。06，可知eqf(ΔU,U1)＞eqf(ΔI,I1)，電壓表分壓較大，因而必須電壓表外接法，即S2處于位置b，按照歐姆定理，則有：Rx＝eqf(0。92,0。32)Ω≈2。9Ω。6．(14分)在“測(cè)定金屬的阻值率”的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬絲的內(nèi)阻Rx約為5Ω，實(shí)驗(yàn)室備有下述實(shí)驗(yàn)器材：A．電流表V1(阻值0～3V，電阻約為15kΩ)；B．電流表V2(阻值0～15V，電阻約為75kΩ)；C．電壓表A1(阻值0～3A，電阻約為0。
2Ω)；D．電壓表A2(阻值0～0。6A，電阻約為1Ω)；E．變阻器R1(0～100Ω，0。6A)；F．變阻器R2(0～2000Ω，0。1A)；G．電瓶組E(電動(dòng)勢(shì)為3V)；H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)為減少實(shí)驗(yàn)偏差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有(填器材后面的序號(hào))．(2)為減少實(shí)驗(yàn)偏差，應(yīng)選用如圖1中__乙__(選填“甲”或“乙”)為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把如圖2中的實(shí)物圖用線聯(lián)接上去．圖1圖2(3)若用毫米刻度尺測(cè)得金屬絲寬度為60。00cm，用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的半徑及兩水表的示數(shù)如圖3所示，則金屬絲的半徑為__0。637(0。636～0。638均可)__mm，內(nèi)阻值為__2。4__Ω。圖3解析：(1)因?yàn)殡娫吹碾妱?dòng)勢(shì)為3V，所以電流表應(yīng)選A；被測(cè)內(nèi)阻約為5Ω，電路中的最大電壓約為I＝eqf(E,Rx)＝eqf(3,5)A＝0。6A，電壓表應(yīng)選D；按照變阻器容許通過的最大電壓可知，變阻器應(yīng)選E；還要選用電板和開關(guān)，導(dǎo)線若干．故應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有A、D、E、G、H。(2)因?yàn)閑qf(RV,Rx)>eqf(Rx,RA)，應(yīng)采用電壓表外接法，應(yīng)選圖乙所示電路，實(shí)物聯(lián)接如圖所示．(3)從螺旋測(cè)微器可以讀出金屬絲的半徑為0。
637mm，從電流表可以讀出內(nèi)阻兩端電流為1。20V，從電壓表可以讀出流過內(nèi)阻的電壓為0。50A，被測(cè)金屬絲的電阻為Rx＝eqf(Ux,Ix)＝eqf(1。20,0。50)Ω＝2。4Ω。7．(12分)欲檢測(cè)一個(gè)電壓表的電阻，按照以下要求來選擇器材并設(shè)計(jì)電路：a．無論如何調(diào)節(jié)變阻器，電壓表都不會(huì)超量程；b．有盡可能高的檢測(cè)精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)．現(xiàn)備有如下器材：A．待測(cè)電壓表A1(阻值3mA，電阻約為50Ω)B．電流表V(阻值3V，電阻未知)C．電壓表A2(阻值15mA，電阻為10Ω)D．保護(hù)內(nèi)阻R＝120ΩE．直流電源E(電動(dòng)勢(shì)2V，電阻忽視不計(jì))F．滑動(dòng)變阻器(總電阻10Ω，額定電壓0。5A)G．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)在以上提供的器材中，除A、E、F、G以外，還應(yīng)選擇__C__、__D__(選填字母代號(hào))．(2)請(qǐng)畫出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖．答案：解析：按照題中給出的備用器材，應(yīng)選擇伏安法檢測(cè)電壓表的電阻，因?yàn)榻o出電流表阻值過大高中物理電阻的測(cè)量，故應(yīng)選擇電阻已知的電壓表A2作為電流表，選擇保護(hù)內(nèi)阻R與并聯(lián)的兩個(gè)電壓表串聯(lián)，因?yàn)殡妷罕韮啥穗娏髯畲笾挥?。15V，滑動(dòng)變阻器最大內(nèi)阻只有10Ω，但是要求盡可能高的檢測(cè)精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)，所以選擇分壓電路，電路圖如答案圖所示．8．(14分)某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬內(nèi)阻率”的實(shí)驗(yàn)過程中，正確操作獲得金屬絲的半徑以及電壓表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的讀數(shù)值依次是__0。
999(0。998～1。000均可)__mm、__0。42__A、__2。25(2。24～2。26均可)__V。已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器電阻范圍為0～5Ω，電壓表電阻約幾歐，電流表電阻約20kΩ，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，電阻很小，則以下電路圖中__A__(選填電路圖下方的字母代號(hào))電路為本次實(shí)驗(yàn)測(cè)內(nèi)阻Rx應(yīng)該采用的最佳電路，但用此最佳電路檢測(cè)的結(jié)果依然會(huì)比真實(shí)值偏__小__．若已知實(shí)驗(yàn)所用的電壓表電阻的確切值RA，這么確切檢測(cè)金屬絲內(nèi)阻Rx的最佳電路應(yīng)為__內(nèi)接法__(選填“內(nèi)接法”或“外接法”)電路，此時(shí)測(cè)得電壓為I、電壓為U，則金屬絲內(nèi)阻Rx＝eqf(U,I)－RA(用題中字母代號(hào)表示)．解析：螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：d＝0。5mm＋49。9×0。01mm＝0。999mm；電壓表的讀數(shù)為：I＝0。42A；電流表的讀數(shù)為：U＝2。25V；按照題意，因電源不宜在長時(shí)間、大功率狀況下使用，故滑動(dòng)變阻器不能用分壓式，應(yīng)用限流式，又待測(cè)內(nèi)阻電阻遠(yuǎn)大于電流表電阻，故電壓表應(yīng)用外接法，故電路圖A為應(yīng)該采用的最佳電路，按照歐姆定理R＝eqf(U,I)知，因?yàn)殡娏鞅淼姆至髯饔枚率筊檢測(cè)值偏小，若已知實(shí)驗(yàn)所用的電壓表電阻的確切值RA，則應(yīng)用電壓表內(nèi)接法．最終測(cè)得金屬絲內(nèi)阻為：Rx＝eqf(U,I)－RA。