第11章 第3节 实验2 金属丝电阻率的测量 (随堂达标训练Word)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理必修第三册(人教版)

第十一章　第3节　实验2 1．在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是(　　) A．金属丝直径d的测量　　 B．电压U的测量 C．电流I的测量 D．金属丝长度l的测量 A　[四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方．] 2．在“测定金属丝电阻率”的实验中，需要测出其长度L、直径d和电阻R． (1)用螺旋测微器测金属丝直径时读数如图甲所示，则金属丝的直径为________mm． (2)若用图乙电路测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)． (3)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图丁所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A． 丁 解析　(1)螺旋测微器读数为(1×0.5＋19.7×0.01)mm＝0.697 mm． (2)图乙中电流表采用外接法，故测量值偏小． (3)电压表的精度为0.1 V，其读数为2.60 V，电流表的精度为0.02 A，其读数为0.520 A． 答案　(1)0.697(0.696～0.698均正确)　(2)偏小 (3)2.60　0.520 3．利用米尺和如图甲所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率． 甲 (1)用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)． (2)实验时用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示．由图可以读出金属丝两端的电压U＝________，流过金属丝的电流I＝________，金属丝的长度L＝________． 乙 丙 解析　(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱；由图丙可以看出电流表应该连接“0.6”接线柱和“—”接线柱，具体连线如图所示． (2)由图丙可以看出：电压表的量程是3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.440 A；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm． 答案　(1)见解析　(2)2.20 V　0.440 A　30.50 cm 4．在“测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6 Ω．先用刻度尺测出金属丝的长度l及金属丝直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻定律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，除被测的金属丝外，还有如下供选择的实验器材： 直流电源E：电动势约4.5 V，内阻很小； 电流表A1：量程0～0.6 A，内阻为0.125 Ω； 电流表A2：量程0～3 A，内阻为0.025 Ω； 电压表V1：量程0～3 V，内阻为3 kΩ； 电压表V2：量程0～15 V，内阻为15 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值10 Ω，允许通过的最大电流为0.2 A； 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω，允许通过的最大电流为1.0 A； 开关、导线等． 要求有较高的测量精度，并能测得多组数据． (1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是________．应该选用的电压表是________，应该选用的滑动变阻器是________． (2)根据所选的器材，在如图所示的虚线框中画出实验电路图． (3)写出用测得的物理量表示的计算电阻率的表达式(用字母表示)：ρ＝________． 解析　(1)由实验器材知电源的电动势约为4.5 V，实验用的金属丝电阻约为6 Ω，干路中的最大电流大约只有0.75 A，故电流表选A1，电压表选V1，滑动变阻器R1允许通过的最大电流0.2 A太小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选R2． (2)待测电阻较小，电流表采用外接法，电路图如图所示． (3)由R＝得2＝，又S＝π及R＝ρ ρ＝．＝＝ 答案　(1)A1　V1　R2　(2)见解析图　(3) $$