1、届高考物理实验测定金属的电阻率复习教案2012届高考物理实验测定金属的电阻率复习教案实验7测定金属的电阻率（测电阻）1（2010全国2卷23）.(13分）如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内：A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9；S为开关。已知RT在95时阻值为150，在20时的阻值约为550。现要求在降温过程中测量在9520之间的多个温度下RT的阻值。（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图（2）完成下列实验步骤中的填空依照实验原理电路图连线调节控温容器M内的温度，使得RT温度为95将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器
2、安全闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录。将RT的温度降为T1（20T195）；调节电阻箱，使得电流表的读数,记录。温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=。逐步降低T1的数值，直至20为止；在每一温度下重复步骤【答案】（1）电路图如图：（2）d、电阻箱的读数e、仍为电阻箱的读数为f、【解析】（1）由于本实验只有一个可以用来测量或观察的电流表，所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95和20的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95，则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150加电阻箱
3、的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20，则电流表示数不变时，电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550加电阻箱的初值之和不变，则可以测量任意温度下的电阻。（2）实验步骤为：a、依照实验原理电路图连线b、调节控温电容M内的温度，使得的温度为95c、将电阻箱调到适当的初值，保证仪器安全d、闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数，并记录电阻箱的初值e、将的温度降低为，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为，记录电阻箱的读数为f、温度为时，热敏电阻的电阻值g、将的温度逐渐降低直到为止，在每一温度下重复步骤e-f2（2010全国新课标卷23）.(11分)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻，在给定温度
4、范围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将和两个适当的固定电阻、连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻的阻值随所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大.的测量结果如表l所示.回答下列问题(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.(2)为了检验与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作-t关系图线(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为_，电压表的读数为_.此时等效电阻的阻值为_：热敏电阻所处环境的温度约为_.答案：（1）如图所示（2
5、）如图所示（3）115.0mA，5.00V，43.5，64.0【解析】（1）根据电路图连接实物。（2）根据数据描出点，作出直线。（3），对照图找出相应的温度为64.0。3（2010福建卷19（3）（6分）如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量阻值的电路。【解析】（3）本小题属于难题，要准确答题就需要对实验原理（伏安法、变阻器接法）、误差分析有深刻理解。由于待测电
6、阻约1000，滑动变阻器最大电阻为100，要使电表读数发生变化，滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为，显然不能用电流表来测电流，而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用。根据比值法容易判断出待测电阻是大电阻，伏安法应使用内接法。4（2010山东卷23（2）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至档（填“欧姆
7、100”“直流电压10V”或“直流电流25mA”），再将（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是、。【答案】(2)待测金属丝；直流电压10V，红，0，E，E。52007上海物理卷第15题为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999 ），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I11.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表
8、示数为I10.80mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为_ 。经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：第11题图断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为_，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx_。5答案：3.75，I，R0，【解析】解：对(a)图，断开K2，闭合K1时，有，得，断开K1，闭合K2时，有，得。对(b)图，断开K1，闭合K2时,有，断开K2，闭合K1时，调节
9、电阻箱的阻值为时，使电流表的示数仍为I，有，得。点评：本题考查测电阻的原理。前者是伏安法，应用的不是部分电路欧姆定律，而是全电路欧姆定律。后者是比较法，在电源电动势不变且电流相等的条件下，这就避免了在计算电阻的过程中用到电动势E值，可克服电源电动势的值可能与标称值不一致的问题。62007江苏物理卷第9题、某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6，内阻约0.1；电压表的量程为，内阻约k；为小量程电流表；电源电动势约，内阻较小，下列电路中正确的是6答案：AB【解析】（A）图，伏安法测电阻，两表量程能满足要求，因电压表的内阻足够大，可用电流表外接法，所以正确；（B）图，测电源
10、的电动势和内电阻，采用电流表外接法（对电源来说是外接），是适当的，因为如果电流表内接，则所测的电源的内阻为电源与电流表的内阻之和，而电流表内阻较大（与电源内阻比），所以正确；（C）图，描绘小灯泡的伏安特性曲线，因为滑动变阻器用了限流器接法，不能测多组数据作图，所以错误；（D）半偏法测电流表内阻，要用电阻箱读数，滑动变阻器不能担当此任，所以错误。本题选A、B。点评：本题是传统的内容，也是重点，但考法巧妙，用选择题的形式考实验题的内容，一题多考，即一道题考了4个实验，是知识密集型试题。72007江苏物理卷第12题、要描绘某电学元件（最大电流不超过m，最大电压不超过）的伏安特性曲线，设计电路如图，图
11、中定值电阻为，用于限流；电流表量程为m，内阻约为；电压表（未画出）量程为，内阻约为；电源电动势为，内阻不计。（）实验时有两个滑动变阻器可供选择：a、阻值到，额定电流.b、阻值到，额定电流.A本实验应选的滑动变阻器是（填“a”或“b”）（）正确接线后，测得数据如下表（）.003.006.006.166.286.326.366.386.396.40（m）0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50a）根据以上数据，电压表是并联在与_之间的（填“”或“”）b）根据以上数据，画出该元件的伏安特性曲线。（3）画出待测元件两端电压随间电压变化的示意图为（无需数值）7答案
12、：（1）a(2)a)Pb)如图(3)如图【解析】（1）如用a，滑动变阻器的电流约为，如用b，滑动变阻器的电流约为，超过滑动变阻器的额定电流，所以选用a(2)a)因为待测元件的电阻很大（最小为第组数据求得的），电压表内阻（）与之比较不是很大，而电流表内阻（）与之比较确很小，所以要用电流表内接法，因此可判断电压表是并联在与P之间的b)如图（用描点作图法）（3）为进一步研究，求出有关数据填表如下12345678910UMO（V）=U+I0003006006160362816325637639564164275UMN（V）=U+I00030060062267873283693810391190用电子计
13、算机Excel作图如上图点评：描绘电学元件（非线性元件）的伏安特性曲线，不是教科书中的实验，但用的是教科书中学过的方法（伏安法），要解决的也是教科书中讲过的问题（电流表的内接、外接问题）但是，给出的不是待测电阻的已知范围（象以前的考试那样），而要通过自己观察和计算才能求出，所以，对于实验，不要死记硬背，重在懂得原理，掌握方法，学会仪器，举一反三，更重要的是，要重视探索性实验。82007广东物理1卷第13题(1）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约45。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内
14、有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1）、直流电压表（内阻约5k）、滑动变阻器（020）、开关、导线若干。在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。根据电路图，在图（b）的实物图上连线。简要写出完成接线后的主要实验步骤1)、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。2)、.3)、重复，测出不同温度下的数据。4)、.（2）广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻不可忽略；C为内阻不计的灵敏电流表；R0为保
15、护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=；闭合电键S，当R的温度等于40时，电流表示数I1=2.25mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是_摄氏度。8【答案】13（1）如图所示连线图略、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。、调节R，快速测出多组I，U值。、重复，测出不同温度下的数据。、绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。(2)R=1.87510-2t+4.25120【解析】（1）因为热敏电阻的阻值（常温下约5）与直流电流表内阻（1）差不多而比直流电压表内阻（5k）小得多，所以用电流表外接法，为了多次测量以便列
16、表做图象，所以滑动变阻器接成分压器。（2）因为图象是直线，用斜截式求热敏电阻R与摄氏温度t的关系，设为，则根据时，（此处易误读为，要小心），得，再根据时，得，所以得R与t的关系为R=1.87510-2t+4.25。从图甲，有，从图乙读出，当时，代入得，可求出，又有，解得，查图乙得。点评：本题两问中的热敏电阻是不同的，两问考查的知识点也不同，第（1）问考查伏安法测电阻的常规问题：电流表的内接、外接问题及滑动变阻器接成分压器还是限流器问题，电路图及实物图也是常规要求。第（2）问则考查了电路图和图象，考变化的情况，要求用数学方法解决问题。可见，物理实验既不要忘记常规，也要求注意创新。92007广东物
17、理2卷第13题实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率=1.710-8m。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作工程分以下三个步骤：（请填写第步操作）将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“1”；_；把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图9（a）所示。（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_
18、电路来测量金属丝电阻；（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_mm；（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_m。（结果保留两位有效数字）（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）_。9【答案】（1）将红、黑表笔短接，调整表针，使指零。（2）选B。（3）（4）12m。(5)断开电源，用多用表档检查各元件或接头是否导通，或不断开电源，用多用表电压档检查各元件是否有电压。【解析】（2）多用电表示数为4，因为待测电阻比电压表内阻
19、小很多而不比电流表内阻大很多，所以用电流表外接电路，为了在实验中获得较大的电压调节范围，滑动变阻器接成分压器，所以选B。（3）（4）根据，以及，代入已知数据，算得L=12m(5)断开电源，用多用表档检查各元件或接头是否导通，或不断开电源，用多用表电压档检查各元件是否有电压。点评：本题考查两种方法测电阻：多用表的档和伏安法，对伏安法，仍是常规要求：电路的连接，另外还考查了故障的检查与排除。10理综山东卷（新课程）第23题.检测一个标称值为5的滑动变阻器。可供使用的器材如下：A待测滑动变阻器Rx，全电阻约5（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）B电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6C电流表A2，量程3
20、A，内阻约0.12D电压表V1，量程15V，内阻约15KE电压表V2，量程3V，内阻约3KF滑动变阻器R，全电阻约20G直流电源E，电动势3V，内阻不计H游标卡尺I毫米刻度尺J电键S导线若干（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表_(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_(填“V1”或“V2”)。（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。10【答案】（1）A1、V2（2）电路原理图和对
21、应的实物连接如图（3）方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n用毫米刻度尺（也可以用游标卡尺）测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为d=L/n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1，可得电阻丝总长度l=n（D1-）,也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D2，得电阻丝总长度l=n(D2+）。重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值方案二需要的器材：游标卡尺主要的操作步走骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外经D2，可得电阻丝绕的直径为d=电阻丝总长度l=n重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值解析
22、：（1）因为直流电源E，电动势3V，所以电压表用V2（量程3V足矣），电流约，所以电流表用A1（量程0.6A足矣）。（2）由于待测电阻阻值很小，电压表内阻很大，用电流表外接法。（3）为了理解第（3）问的答案，我画了下图，从图中可知：变阻器线圈(电阻丝)缠绕的直径为的d=（D1-）或d=(D2+）或d=.从而周长为（D1-）或(D2+）或，乘以匝数n便得电阻丝总长度l。点评：本题仍然考查伏安法测电阻的器材选择、电路图及实物连线图，另外考查了通过测量直径厕长度，这倒需要自己设计实验原理、方法和步骤。有传统也有创新。112007海南物理卷第13题图中电源电动势为，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻
23、，电压表的内阻不是无限大，为单刀双掷开关，为待测电阻。当向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1,电流表读数为I1；当向一侧闭合时，电流表读数为I2。（）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻_。（）根据图所给出的电路，在图的各器件实物图之间画出连接的导线。图2图111【答案】（1）（2）连线如图【解析】根据全电路欧姆定律，有从解得电流表内阻为，代入式解得。点评：测电阻概括起来有四种方法，其一，用欧姆表直接读数，其二，伏安法，测出电压和电流，根据电阻的定义，其三，间接法，如本题，其四，比较法，与已知电阻比较可知。其中第二种方法是高考的重点、难点和热点，因为伏安法大有文章可做。12（3）在测量电阻
24、的实验中，提供的器材有：3V稳压电源E滑线变阻器R电压表V电流表A待测电阻Rx，以及开关S导线等。要求：电流表内接；调节滑线变阻器可使电压表的示数在0V3V间变化。在实验中，有的同学连成图3图4所示的电路，其中a,b,c,，k是表示接线柱的字母。请将图3图4中接线错误（用导线两端接线柱的字母表示）引起的后果改正的方法（改接撤消或增添），分别填在图下面相应的表格中。接线错误引起的后果改正的方法接线错误引起的后果改正的方法12【答案】（1）2720mm（2）18（3）图3对应的表格接线错误引起的后果改正的方法ce电源可能短路，损坏电源撤销ce连线fi,hj电流表指针反偏，损坏电流表fifh,hii
25、j图4对应的表格接线错误引起的后果改正的方法缺db(或dg或dk)连线电压表的示数无法调到OV增添db(或dg或dk)连线hj电流表短路，指针无示数撤销hi连线13用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值（9001000）：电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑线变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出联线。若电压表V1的读数
26、用U1表示，电压表V2的读数用U2表示，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_。【答案】（1）（2）（1）Rx=或Rx=142009高考广东16(14分)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率,所用器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14（2）实验的主要步骤如下：正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；读出电流表的示数，记录金属夹的位置；断开开
27、关，合上开关，重复的操作（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此给出了图15的关系图线，其斜率为（保留三位有效数字）；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了.的电阻之和（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图16所示.金属丝的直径是.图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是，其数值和单位为（保留三位有效数字）14【答案】16（1）电路实物连线如图所示；（2）读出接入电路中的金属丝的长度同时移动金属夹的位置；（3）10.5，电流表内阻和电阻箱；（4）0.200mm，电阻率，9.8910-7m.152009高考江苏省10.(8分)有一根圆台状均匀质合
28、金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读书L=_cm.（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是_.（用标注在导线旁的数字表示）（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72.根据电阻定律计算电阻率为、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3、RD=3.38.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=RdRD，由此
29、推断该圆台状合金棒的电阻R=_.（用、L、d、D表述）15【答案】10.（1）9.940（2）（3）162009高考上海15（8分）（1）用多用表的欧姆档测量阻值约为几十k 的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆档 1kd旋转S使其尖端对准欧姆档 100e旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔_。根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_。（2）（多选题）下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是（）（A）测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量（B）测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果（C）测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开（D）测量阻值不同的电阻时都必须重新调零16【答案】15（1）c、a、b、e，30k，（2）A、C17.2008年江苏省物理卷第10题:探究导线在质量相同
