2024-2025学年高中物理第二章恒定电流2.6.2实验：测定金属的电阻率课后强化演练含解析新人教版选修3-1

PAGE6-试验：测定金属的电阻率一、选择题1．(多选)在“测定金属的电阻率”的试验中，下列说法中正确的是()A．用伏安法测金属丝的电阻时，可采纳电流表内接法B．试验中应调整滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值C．应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值D．试验中电流强度不得太大，以免电阻率发生改变解析：用伏安法测金属丝电阻时，因金属丝电阻较小，应采纳电流表外接法，A错；计算电阻率公式中的l应为接入电路中的长度，并不是整根金属丝的长度，C错，B、D正确．答案：BD2．(多选)在“测定金属的电阻率”试验中，关于误差的下列说法中正确的是()A．电流表采纳外接法，将会使ρ测＞ρ真B．电流表采纳外接法，由于电压表的并联引起了金属丝分压的减小而引起测量误差C．由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差D．由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知对试验结果精确性影响最大的是直径d的测量解析：由于金属丝阻值较小，若电流表采纳内接法，则电流表分压产生的误差太大，故电流表采纳外接法，R测＜R真，由R＝ρeq\f(l,S)可知ρ测＜ρ真，A项说法错误；电流表采纳外接法时，由于电压表的分流作用会引起测量误差，故B项说法错误；由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知要测量的物理量是d、U、I和l，都会引起测量误差，且直径d在公式中是平方关系，所以影响最大，故选项C、D说法正确．综上所述答案为CD.答案：CD二、非选择题3．在做“测定金属丝的电阻率”的试验中，若待测金属丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量精确，供应以下器材供选择：A．电池组(3V，内阻约1Ω)B．电流表(0～3A，内阻约0.0125Ω)C．电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)D．电压表(0～3V，内阻约4kΩ)E．电压表(0～15V，内阻约15kΩ)F．滑动变阻器(0～2000Ω，允许最大电流0.3A)G．滑动变阻器(0～20Ω，允许最大电流1A)H．开关、导线若干(1)试验选择的器材有________(填写仪器前字母代号)．(2)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图1，则读数为________mm.(3)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻在组成电路时，请在图2虚线框内画出应采纳的试验原理图，且此原理图使得待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)．(4)若用L表示金属丝长度，d表示直径，测得电阻值为R，则计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________________________________________________________________________.解析：(1)电池电动势为3V，则电压表选D，流过金属丝的最大电流Im＝eq\f(E,Rx＋r)＝0.5A，故电流表选C，待测金属丝阻值较小，选择阻值较小的滑动变阻器G，还须要导线、开关，故选ACDGH.(2)依据螺旋测微器的读数规则可知，金属丝直径d＝0.5mm＋0.400mm＝0.900mm.(3)依据eq\f(Rx,RA)<eq\f(RV,Rx)，电流表选择外接法，外接法测量值偏小．滑动变阻器阻值大于待测电阻阻值，采纳限流接法，试验电路图如图所示：(4)依据电阻定律可知R＝ρeq\f(L,S)，解得ρ＝eq\f(πd2R,4L).答案：(1)ACDGH(2)0.900(3)见解析图小(4)eq\f(πd2R,4L)4．在“测定金属丝的电阻率”的试验中，待测金属丝的电阻Rx约为3Ω，试验室备有下列试验器材：A．电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)B．电流表A(量程0.6A，内阻约为1Ω)C．滑动变阻器R(0～10Ω，额定电流0.5A)D．电源E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)E．开关S，导线若干(1)为减小试验误差，应选用图中________(选填“甲”或“乙”)为该试验的电路原理图．(2)现用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得其直径示数如丙图，则直径为________mm.图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为________Ω·m.(结果保留3位有效数字)解析：(1)依据eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)可知，电流表外接，乙图符合题意．(2)螺旋测微器读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，d＝0.5mm＋0.01×10.8mm＝0.608mm；电压表量程为3V，分度值为0.1V，示数为1.20V，电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，示数为0.50A，依据欧姆定律得，R＝eq\f(U,I)＝2.4Ω；金属丝的电阻率ρ＝eq\f(RS,L)≈1.16×10－6Ω·m.答案：(1)乙(2)0.6081.16×10－65．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，再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．可供运用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω；电压表：量程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：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干．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)在实物图中，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．(3)调整滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.(4)导线实际长度为________m．(保留2位有效数字)解析：(1)电路图中滑动变阻器限流连接，最大阻值应远大于被测电阻Rx，故选择R2，闭合开关前，应将滑片移至阻值最大处——a处．(2)依据电路图连接实物图．(3)电压表分度值为0.1V，量程为3V，读数为2.30V.(4)依据欧姆定律得Rx＋R0＝eq\f(U,I)，依据电阻定律得Rx＝ρeq\f(L,S)，联立解得L＝94m.答案：(1)R2a(2)见解析图(3)2.30(4)946．(2024·海南卷)某同学用伏安法测量待测电阻的阻值．现有器材为：待测电阻R(阻值约为5Ω)电源(电动势3V)滑动变阻器(阻值范围0～10Ω)电流表(量程0.6A,3A)电压表(量程3V,15V)开关，导线若干．试验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用．回答下列问题：(1)依据试验要求在图(a)中画出实物连线图．(2)若已按试验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3V，电流表的示数始终接近0.写出产生这种现象的一个缘由：_________________________________________________________________________________________________________.(3)在连线正确后，闭合开关．电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示．由图可知，电压表读数为________V，电流表读数为________A．由此可得待测电阻的阻值为________Ω(结果保留3位有效数字)．解析：(1)电源电动势为3V，电压表的量程选用3V，依据欧姆定律可知，电流的最大值大约0.6A，电流表量程选择0.6A，实物图连线如图所示：(2)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3V，电流表的示数始终接近0，产生这种现象的缘由是待测电阻R断路，由于电压表内阻特别大，导致电流表电流接近0，电压表电压测得是电源电压．(3)电压表量程为3V，分度值为0.1V，则电压表的读数为2.20V，电流表量程为0.6A，分度值为0.02A，则电流表的读数为0.480A，依据欧姆定律得，待测电阻R＝eq\f(U,I)≈4.58Ω.答案：(1)见解析(2)待测电阻R断路(3)2.200.4804.587．要测量某种合金的电阻率．(1)若合金丝长度为l，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．依据原理图在图丙中将实物连线补充完整．(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35V，I1＝0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92V，I2＝0.32A．依据以上测量数据推断，当S2处于位置________(选填“a”或“b”)时，测量相对精确，测量值Rx＝________Ω.(结果保留2位有效数字)解析：(1)依据电阻定律得，R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(l,π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))2)，解得电阻率ρ＝eq\f(πRD2,4l).依据螺旋测微器的读数规则可知，示数为0.5mm＋15.0×0.01mm＝0.650mm.(2)依据原理图连接实物图，如图所示：