2024-2025学年新教材高中物理第十一章电路及其应用第3节实验：导体电阻率的测量练习含解析新人教版必修3

PAGE5-第3节试验：导体电阻率的测量eq\f(合格考训练,25分钟·满分60分)1．(8分)在“测定金属丝的电阻率”的试验中，以下操作中错误的是(A)A．用米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外接法，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解析：试验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采纳电流表外接法。故A操作错误。2．(8分)(2024·江西省九江第一中学高二上学期期末)(1)用游标为10分度的游标卡尺测量一根金属丝的长度，由图可知其长度是_7.2__mm；(2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，其示数如图所示，该金属丝的直径是__8.694__mm。解析：金属丝的长度：7mm＋0.1mm×2＝7.2mm；金属丝的直径：8.5mm＋0.01mm×19.4＝8.694mm。3．(8分)(2024·安徽省合肥一中高二上学期段考)用螺旋测微器测量圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，由甲、乙两图读得圆柱体的直径为__0.900(0.899～0.901均可)__mm，长度为__4.240__cm。解析：螺旋测微器的读数为0.5mm＋40.0×0.01mm＝0.900mm；游标卡尺的读数为4.2cm＋8×0.05mm＝4.240cm。4．(10分)在“测定金属电阻率”的试验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，利用伏安法测量金属丝的电阻。螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数都如图所示，则可读出该金属丝的直径是__1.400__mm，金属丝的电阻值是__11.4__Ω(要求保留3位有效数字)，除此以外，还需测量的物理量是__接入的金属丝的长度__，电路选择电流表__外__(选填“内”或“外”)接法。解析：金属丝的直径：d＝1mm＋0.01×40.0mm＝1.400mm。电压表、电流表的示数分别为5.0V和0.44A。由欧姆定律得：R＝eq\f(5.0,0.44)Ω≈11.4Ω。由R＝ρeq\f(l,S)得金属丝的电阻率ρ＝eq\f(RS,l)，故除了电阻R、金属丝横截面积S须要测量外，还须要测量接入的金属丝长度l。由于金属丝电阻较小，为减小误差，试验中应采纳电流表的外接法。5．(13分)某同学想要了解导线在质量相等时，电阻与横截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下试验：(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示，读得直径d＝__1.200__mm。(2)该同学经试验测量及相关计算得到如下数据：电阻R/Ω121.050.023.910.03.1导线直径d/mm0.8010.9991.2011.4941.998导线横截面积S/mm20.5040.7831.1321.7523.134请你依据以上数据推断，该种导线的电阻R与横截面积S是否满意反比关系？若满意反比关系，请说明理由；若不满意，请写出R与S应满意的关系：__不满意，R与S2成反比(或RS2＝常量)__。(3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l＝__19__m(结果保留两位有效数字)。解析：(1)螺旋测微器读数为(1＋0.01×20.0)mm＝1.200mm。(2)由数据可知R与S不成反比，经计算可知R∝d－4，则R与S2成反比(或RS2＝常量)。(3)由R＝ρeq\f(l,S)可得l＝eq\f(RS,ρ)＝eq\f(3.1×3.134×10－6,5.1×10－7)m≈19m。6．(13分)某同学在一次“测定金属的电阻率”的试验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720m，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如图所示)，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5Ω)，然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，还有如下试验器材：A．直流电源(输出电压为3V)B．电流表A(量程0～0.6A，内阻约0.125Ω)C．电压表V(量程0～3V，内阻3kΩ)D．滑动变阻器(最大阻值20Ω)E．开头、导线等(1)从图中读出金属丝的直径为__0.600__mm。(2)依据所供应的器材，在虚线框中画出试验电路图。(3)若依据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为__1.6×10－6__Ω·m(保留两位有效数字)。解析：(1)螺旋测微器读数为0.5mm＋10.0×0.01mm＝0.600mm。(2)由于电阻丝电阻较小，安培表采纳外接法，滑动变阻器采纳限流电路或分压电路都可以，试验电路如图：(3)由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)，将Rx＝4.0Ω、l＝0.720m，d＝0.600mm＝0.600×10－3m。代入得ρ≈1.6×10－6Ω·m。eq\f(等级考训练,15分钟·满分40分)1．(20分)某课题组通过试验测量河水的电阻率。现备有一根匀称的长玻璃管(两端各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计)、直尺、待测的水样品。他们用伏安法多次测量的数据如表(为使试验处理便利，试验时每次都把电流表示数调到相同)；试验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图甲所示。序号水柱长度/cm电压表示数/V电流表示数/μA110210022041003306100440810055010100(1)玻璃管内径d的测量值为__2.26__cm。(2)用水柱长度L与计算出的水柱电阻R在图乙中描点，画出R－L图像(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)。(3)计算出所测水的电阻率为__80.2__Ω·m。解析：(1)由游标卡尺干脆读数得玻璃管内径为2.26cm。(2)由表中数据可以计算出不同长度水柱的电阻，R1＝eq\f(2,100×10－6)Ω＝20kΩ、R2＝40kΩ、R3＝60kΩ、R4＝80kΩ、R5＝100kΩ，在坐标系中描点得到R－L图线如图所示。(3)由电阻定律R＝ρeq\f(L,S)可知图中斜率k＝eq\f(ρ,S)，则取两点求图中斜率：k＝eq\f(100×103－20×103,0.5－0.1)＝200×103Ω/mρ＝ks＝k×π×eq\f(d2,4)≈80.2Ω·m2．(20分)(2024·山东省临沂高三模拟)小明对某铅笔芯的导电性能感爱好，他用螺旋测微器测得笔芯的直径如图所示，并用伏安法测量其电阻值。(1)螺旋测微器的读数为__2.526__mm。(2)请按电流表外接法用笔画线代替导线在上图2实物接线图中完成余下导线的连接。(3)小明测量了一段铅笔芯的电流、电压数据如下表所示。请在图3所示的坐标纸上绘出U－I图线。依据图线求得这段铅笔芯的电阻为__1.6__Ω。(结果保留两位有效数字)试验次数1234567电压U/V0.020.170.290.460.630.800.97电流I/A0.010.100.200.300.400.500.60解析：(1)螺旋测微器的固定尺刻度为2.5mm，游标尺刻度为2.6×0.01mm＝0.