人教版（2022）高二物理必修第三册第十一章实验导体电阻率的测量课后作业（带解析）

新人教版必修第三册课后作业第十一章实验:导体电阻率的测量一、选择题1.图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的(选填“A”“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为mm。

甲乙2.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。由上图读得圆柱体的直径为mm,长度为cm。

题组二实验:导体电阻率的测量3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为mm。

(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻,电阻的测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ=计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。

丙4.导电玻璃是制造液晶显示器的主要材料之一。为测量某型号导电玻璃的电阻率,某研究性学习小组现选取长度L=m的圆柱体导电玻璃进行实验。请完成下列填空:(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图所示,则直径d=mm。

(2)然后用欧姆表粗测出该导电玻璃电阻约为1200Ω,为精确测量该导电玻璃的电阻Rx在额定电压下的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的13,滑动变阻器易于调节。实验小组根据下面提供的器材,器材规格电源E电压V,内阻约为1Ω电压表V量程0~3V,内阻1kΩ电流表A1量程0~2mA,内阻15Ω电流表A2量程0~A,内阻约为5Ω滑动变阻器R阻值范围0~20Ω,允许通过的最大电流为A定值电阻R1阻值为985Ω定值电阻R2阻值为1985Ω开关S一只,导线若干①电流表应选用;定值电阻应选用。

②请在虚线框中补画出实验电路原理图,并标出所选器材对应的电学符号。(3)若实验中该小组记录下电流表读数为mA,电压表读数为V,可求得该导电玻璃电阻率ρ=。(保留三位有效数字)

5.有一根细而均匀的管状导电原件(如图1所示),此原件长L约为3cm,电阻较小。已知这种材料的电阻率为ρ,因该样品的内圆直径太小,无法直接测量,若要测量其内圆直径可先测其电阻R。(1)某研究小组采用如图2所示电路测量原件电阻R,电流表和电压表的示数分别为U、I,则R=,此测量结果与真实值相比偏(选填“大”或“小”)。

(2)用游标卡尺测得该样品的长度如图3所示,其示数L=mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图4所示,其示数D=mm。

图3图4(3)用已知物理量的符号和测量的物理量的符号来表示样品的内径:d=。

6.在“测定金属的电阻率”实验中,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50cm。(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1所示,其读数为:mm。

图1(2)某同学用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为:电池组(电压为3V,内阻约为1Ω);电流表(内阻约为Ω);电压表(内阻约为3kΩ);滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流为2A);开关、导线若干。记录数据如下:次数1234567U/VI/A由以上实验数据可知测量Rx采用的电路是图2中的(选填“甲”或“乙”)。

图2图3图4(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已经连接了部分导线,请根据图2中所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图4所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线。根据图线及以上数据可以估算出金属丝电阻率约为(填选项前的符号)。

×10-2Ω·m ×10-3Ω·m×10-6Ω·m ×10-8Ω·m

答案1.答案A解析测钢笔帽内径应该用游标卡尺的内测量爪;游标卡尺的主尺读数为11mm,游标尺读数为×5mm=mm,故钢笔帽的内径为mm。2.答案解析由题图读得圆柱体的直径为mm+×mm=mm;圆柱体的长度为42mm+×8mm=mm=cm。3.答案(1)(2)偏小π解析(1)金属丝的长度为~cm均可,直径读数为~mm均可。(2)采用电流表外接法,由于电压表分流,从而电流表的测量值大于真实值,由R=UI可知,由R=ρlS,R=UI,S=14πd2,可得4.答案(1)~都算正确)(2)①A1R2②见解析图(3)×10-3Ω·m解析(1)根据螺旋测微器的读数规则可得直径d=mm+×mm=mm。(2)由于滑动变阻器R阻值较小,为了易于调节,应采用分压式接法。测量该导电玻璃的电阻Rx的阻值应采用伏安法,且要求测量时电表的读数不小于其量程的13,可将电流表A1和定值电阻R2串联后改装成电压表,故电流表应选用A1,定值电阻应选用R2。又因为电压表V的阻值已知,故可以作为电流表来使用,因为电压表V的阻值与待测导电玻璃的阻值相差不大,(3)根据欧姆定律得该导电玻璃电阻Rx=UI=I1(RA1+R2)UVRV-I1,再由电阻定律得Rx=ρLS,横截面积S=πr2=15.答案(1)UI小(2)(3)解析(1)由欧姆定律可知,R=UI,由于电压表的分流作用,使流过原件的电流小于测量值,(2)由题图3可读出其示数为:L=30mm+5×mm=mm;由题图4可读出其示数为:D=3mm+×mm=mm。(3)原件电阻:R=UI=ρLS=ρ解得:d=D26.答案(1)(2)甲(3)如图1所示(4)如图2所示C图1图2解析(1)由题图1可读出其示数为:0mm+×mm=mm~mm均正确)。(2)由表中实验数据知,最小电压为V,而最小电流为A,而且得到的实验数据较多,由此可知,滑动变阻器为分压式接法,因此实验采用的是甲电路。(3)根据电路图连接实物电路图,实