高考物理考点41 实验：测定金属的电阻率.docVIP

PAGE PAGE 2 考点41 实验：测定金属的电阻率 一、螺旋测微器的使用和读数 1．螺旋测微器常用来测量较小物体的长度，由于读数需估读到0.001 mm，即千分之一毫米位，所以螺旋测微器也叫千分尺。 2．读数时要分三步：一找整数毫米，二看半毫米，三读螺旋刻度。 3．读数规则： 测量值=固定刻度整数毫米（半毫米刻度露出，需读0.5 mm）+0.01 mm×可动刻度（估读） 螺旋测微器有50个可动刻度，转一周平移0.5 mm，即可动刻度最小刻度对应mm=0.01 mm。 二、测定金属的电阻率 1．实验原理：电阻定律， 2．实验器材： 待测材料（规则柱形元器件或提供可塑形装置）、刻度尺（测量L）、螺旋测微器（测量并计算S）、直流电源、电流表、电压表、滑动变阻器（测量多次电阻）、开关、导线若干。 3．主要实验步骤： （1）测量材料器件的尺寸参数，包括横截面积和长度，需多次测量取平均值； （2）测量材料器件的电阻（根据提供器材和器件的性质选定测量方法）； （3）根据电阻定律计算材料电阻率。 4．已知电阻率测量元器件的尺寸参数： 实验目的是为了测量用刻度尺和螺旋测微器不易测量的尺寸参数，如较长导线的长度、不规则的横截面积、对螺旋测微器的测量范围仍然较小的尺寸等。 （1）测量材料器件便于测量的尺寸参数，计算横截面积或长度； （2）测量材料器件的电阻； （3）根据已知电阻率和电阻定律计算材料的未知尺寸参数。 5．误差分析： 刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表读数时的偶然误差，电阻测量方法存在的系统误差等。 （2018·福建省师大附中高二上学期期中考试物理试题）现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。 （1）由图（a）读得圆柱体的直径为___________mm； （2）由图（b）读得圆柱体的长度为___________mm。 【参考答案】（1）1.847±0.002 （2）42.40 【详细解析】（1）由图（a）读得圆柱体的直径为：1.5 mm+0.01 mm×34.7=1.847 mm； （2）由图（b）读得圆柱体的长度为：4.2 cm+0.05 mm×8=42.40 mm。 【易错警示】螺旋测微器和游标卡尺在读数时一般所读数以毫米为单位，要特别注意题目所要求的读数单位是否也为毫米；注意游标卡尺的主尺刻度单位，每小格为1 mm，每大格为1 cm，用主尺刻度加游标刻度时最好统一单位，以免计算错误。 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（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。 【答案】0.010 6.870 6.860 【解析】图（a）所示读数为0.01×1.0 mm=0.010 mm，图（b）所示读数为6.5 mm+0.01×37.0 mm=6.870 mm，所测金属板的厚度为6.870 mm–0.010 mm=6.860 mm。 2．（2018·湖北省荆门市龙泉中学电磁学部分综合考察试题）下图A、B、C中分别为用游标卡尺测某物体宽度d，用电压表、电流表测某一电阻上电压U和电流I的刻度示意图，请分别写出对应的读数： d=_____________mm，U=_____________V，I=_____________A。 【答案】10.55 2.62 0.52 【解析】d=1 cm+0.05 mm×11=10.55 mm；电压表最小刻度为0.1 V，则读数U=2.62 V ；电流表最小刻度为0.02 A，则读数I=0.52 A。 利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材（其中电流表内阻为1 Ω，电压表内阻为5 kΩ，电源电动势为6 V，滑动变阻器阻值为0~20 Ω）测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。 （1）用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路，要求导线尽量避免交叉，电流表、电压表选择合适的量程。 （2）实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径，用米尺测量金属丝的长度，电流表、电压表的读数也如图所示。由图可以读出金属丝两端的电压U=________，流过金属丝的电流强度I=________，金属丝的长度L=________，金属丝的直径d=________。 （3）该金属丝的电阻率是______________（保留两位有效数字）。 【参考答案】（1）如图所示 （2）2.20 V 0.44 A 30.50 cm 1.850 mm （3）4.4×10–5 Ω·m 【详细解析】（1）由于金属丝电阻远小于电压表内阻，因此电流表采用