2020-2021学年新教材高中物理 第3章 恒定电流 第6节 科学测量 金属丝的电阻率课后习题（含解析）鲁科版必修3.docx

1、第6节科学测量:金属丝的电阻率1.(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作中正确的是()A.用毫米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,采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变解析实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,电压表对它的分流作用很小,应采用电流表外接法。故A、C操作错误,B、D操作正确。答案BD2.如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与

2、b端相连时,电流表示数为4.60 mA,电压表示数为2.50 V,c端与a端相连时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果正确的是()A.电阻的真实值更接近543 ,且大于543 B.电阻的真实值更接近543 ,且小于543 C.电阻的真实值更接近460 ,且大于460 D.电阻的真实值更接近460 ,且小于460 解析比较两次的电压表读数,可知U=0.20V,则UU=0.202.50=0.08;电流变化I=0.4mA,则II=0.044.60=0.087,可见IIUU,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采取内接法,Rx=2

3、.5V4.6010-3A543,此法得到的电阻测量值偏大,因此选项B正确。答案B3.(20192020学年湖南张家界高二上期末考试)某兴趣小组通过实验测量澧水河水的电阻率,现备有一根粗细均匀的玻璃管(两端各有一个圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计),电压表(量程12 V、内阻约为1 000 ),电流表(量程100 A、内阻约为5 ),滑动变阻器(10 、1 A),电池组(电动势为12 V,内阻不计),开关,导线,游标卡尺,螺旋测微器,待测样品水(电阻约为200 k)。请回答下列问题:(1)如下图所示,用游标卡尺测量样品水的长度L=mm,螺旋测微器测出直径d=mm。(2)为了精确测量,测量电路

4、图应选。解析(1)用游标卡尺测量样品水的长度L=70mm+0.05mm12=70.60mm;螺旋测微器测出直径d=6.5mm+0.018.0mm=6.580mm。(2)比较待测水样的电阻、电压表的内阻和电流表的内阻可知,待测水样的电阻远大于电流表的内阻,则应该采用电流表内接;滑动变阻器用分压电路,则电路图D正确。答案(1)70.606.580(2)D4.(20192020学年陕西咸阳高二上期末教学质量检测)某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如上图,则直径为D=mm,圆柱体的长度为L=mm;(2)

5、为了测量出该金属的电阻,该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线;(3)如图丙所示,实验中当把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于a点,这时测得的电阻值比真实值偏(选填“大”或“小”);(4)实验测得工件两端的电压为U,通过的电流为I,写出该工件材料电阻率的表达式=(用已测量的物理量相应的字母表达)。解析(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5mm+11.00.01mm=1.610mm由图示游标卡尺可知,其示数为38mm+70.05mm=38.35mm。(2)根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:(3)若

6、实验时把电压表的右端接于a点,电压表测量值等于真实值,而电流表测量值大于真实值,因此依据R=UI,此时测量值偏小。(4)电阻:R=UI由电阻定律可知:R=LS=LD22则电阻率为=UD24IL答案(1)1.61038.35(2)(3)小(4)D2U4IL5.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出待测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。(1)请写出计算金属丝电阻率的表达式=(用上述测量的字母表示)。(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图甲、乙所示,则金属丝长度的测量值为l=cm,金属丝直径的测量值为d=

7、mm。(3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差。按如图丙所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。丙利用该电路进行实验的主要操作过程是:第一步:先将R2的滑片调到最左端,单刀双掷开关S2掷向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。第二步:保持两滑动变阻器的滑片位置不变,将单刀双掷开关S2掷向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx=。答案(1)d2R

8、x4l(2)36.50(36.4836.52均可)0.797(0.7960.798均可)(3)U1I1-U2I26.(20192020学年广东汕头潮阳区高二上教学质量检测)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

9、公式=计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。丙(3)请你根据电路图丁在实物图中进行实物连线。(电流表选0.6 A量程,电压表选3 V量程)丁解析(1)由图示刻度尺可知,其分度值为1mm,示数为24.1224.14cm;由图示螺旋测微器可知,其示数为:0.5mm+1.60.01mm=0.516mm;(2)采用安培表外接法,由于电压表的内阻不是无穷大,电压表有分流作用,从而电流表的测量值大于真实值,由R=UI可知,电阻的测量值小于真实值;由R=lS,R=UI,S=14d2,可得=d2U4Il。(3)实物连接如下图所示。答案(1)24.13(24.1224.14)0.516(0.5150.518)(2)偏小d2U4IL(3)见解析图