新教材2024高中物理第十一章电路及其应用11.3实验：导体电阻率的测量同步测试新人教版必修第三册

第十一章电路及其应用3试验:导体电阻率的测量【基础巩固】1.(多选)在测量金属丝的电阻率的试验中,下列操作正确的是 ()A.用刻度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.用螺旋测微器在被测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,采纳电流表内接法,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:BD2.(多选)在测量金属丝的电阻率试验中,下列关于误差的说法正确的是 ()A.电流表采纳外接法和内接法,都能减小试验误差B.由于电压表有内阻,电阻测量值比真实值小C.由ρ=πd2U4Il可知,I、d、UD.由ρ=πd2U答案:BCD3.某同学利用游标卡尺测量一圆柱体的直径,测量结果如图所示.该工件的直径为cm.

答案:1.2204.在测定金属丝的电阻率的试验中:(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时,测量的结果如图甲所示,则该金属丝的直径为mm.

甲(2)用量程为0~3V的电压表和量程为0~0.6A的电流表测金属丝两端的电压和电流时读数如图乙所示,则电压表的读数为V,电流表的读数为A.

乙(3)用刻度尺测量金属丝的长度l=0.810m.利用以上测量数据,可得这种材料的电阻率为Ω·m(结果保留两位有效数字).

解析:(1)螺旋测微器的读数为d=2.5mm+43.5×0.01mm=2.935mm.(2)因为电压表的分度值为0.1V,所以电压表的读数为U=2.60V;电流表的分度值为0.02A,所以电流表的读数为I=0.52A.(3)依据R=ρlS得ρ=RSl=πd2R4l,答案:(1)2.935(2)2.600.52(3)4.2×10-55.某学生测金属导线的电阻率,可供运用的器材如下.被测金属导线AB:电阻约为10Ω,允许通过的最大电流为0.8A.稳恒电源E:输出电压为U0=12V.电压表V:量程为3V,内阻约为5kΩ.爱护电阻:R1=10Ω,R2=30Ω,R3=200Ω.刻度尺、螺旋测微器、开关S、导线若干等.试验的主要步骤如下:①用刻度尺量出导线AB的长度l,用螺旋测微器测出导线的直径d.②按图甲所示电路将试验所需器材用导线连接好.③闭合开关S,移动接线触片P,测出AP的长度x,读出电压表的示数U.④描点作出U-x图线,求出金属导线的电阻率ρ.甲乙丙完成下列问题.(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图乙所示,该金属导线的直径d=mm.

(2)试验时既要保证平安,又要使测量误差尽量小,爱护电阻应选.

(3)依据多次试验测出的AP的长度x和对应的电压表的示数U作出的U-x图线如图丙所示,图线的斜率为k,则金属导线的电阻率ρ=(用试验器材中给出的物理量字母和试验步骤中测出的物理量字母表示).

答案:(1)0.870(2)R2(3)k【拓展提高】6.在测量金属丝的电阻率的试验中,待测金属丝的电阻Rx约为5Ω,试验室备有下列试验器材:A.电压表V1(量程0~3V,内阻约为15kΩ);B.电压表V2(量程0~15V,内阻约为75kΩ);C.电流表A1(量程0~3A,内阻约为0.2Ω);D.电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为1Ω);E.滑动变阻器R1(0~10Ω,0.6A);F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A);G.电源E(电压为3V);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(填器材前面的序号).

(2)为减小试验误差,应选用图(选填“甲”或“乙”)为该试验的电路原理图,按所选择的电路原理图把图丙中的实物图用线连接起来.

甲乙丙(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径如图丁所示,则金属丝的直径为mm;电压表和电流表示数如图戊所示,则金属丝的电阻为Ω.

丁戊解析:(1)由于电源电压为3V,所以电压表应选A;被测电阻约为5Ω,电路中的最大电流约为I=ER(2)由于金属丝的电阻比电压表的电阻小得多,应采纳电流表外接法,故应选题图乙所示电路,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0.5mm+13.5×0.01mm=0.635mm,从电压表可以读出电阻丝两端电压为1.20V,从电流表可以读出流过电阻丝的电流为0.50A,被测金属丝的阻值为Rx=UI=1答案:(1)ADEGH(2)乙见解析图(3)0.635(0.633~0.637均可)2.47.试验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过试验测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,然后利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.可供运用的器材如下.电流表:量程0~0.6A,内阻约0.2Ω.电压表:量程0~3V,内阻约9kΩ.滑动变阻器R1:最大阻值5Ω.滑动变阻器R2:最大阻值20Ω.定值电阻:R0=3Ω.电源:电压6V.开关、导线若干.甲回答下列问题:(1)试验中滑动变阻器应选(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至(选填“a”或“b”)端.

(2)如图乙所示,已正确连接了部分导线,请依据图甲电路完成剩余部分的连接.乙(3)调整滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图丙所示,读数为V.

丙(4)导线实际长度为m(结果保留两位有效数字).

解析:(1)依据电阻定律R=ρlS,可求得这部分铜导线的电阻大约为1.7Ω,则Rx+R0=4.7Ω,作为限流用的滑动变阻器假如用R1,当调到接入电路的电阻最大时电路中的电流大于电流表的量程,因此滑动变阻器应选R2.闭合开关前,滑动变阻器接入电路的电阻应为最大值,故滑片应移至a端(