(练习)20 课时分层训练(十四) 科学测量：长度的测量及测量工具的选用 科学测量：金属丝的电阻率-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

课时分层训练(十四)　科学测量：长度的测量及测量工具的选用 科学测量：金属丝的电阻率 知识点1　长度的测量 1．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________cm和________mm。 解析：刻度尺的分度值为1 mm，要估读到0.1 mm，金属杆长度为60.10 cm。游标卡尺读数为4 mm＋10×0.02 mm＝4.20 mm。 答案：60.10　4.20 2．如图所示是用螺旋测微器测量一小钢球的直径的示数，此读数应是________。 解析：螺旋测微器的读数方法是先从固定刻度部分读出半毫米以上的刻度数，然后找出可动刻度部分的哪条刻线与固定刻度上的水平横线重合，从而读出半毫米以下的刻度数，并注意再估读一位数字，最后将两次读数相加就是所要测量的长度的正确读数。本题可用公式：读数d＝固定刻度读数(8.5 mm)＋可动刻度读数(10.0)×分度值(0.01 mm)，计算得8.600 mm。 答案：8.600 mm 3．在“测量金属丝的电阻率”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度线对齐，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AB的电阻，电阻的测量值比真实值__________(选填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ＝__________计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。 丙 解析：(1)根据刻度尺读数规则，可知题图甲中读数为24.10 cm；根据螺旋测微器读数规则，可知题图乙中读数为 0.521 mm。 (2)采用电流表外接法测量金属丝的电阻，金属丝中电流小于电流表读数，所以电阻的测量值比真实值偏小。由欧姆定律R＝，电阻定律R＝，S＝，可得电阻率 ρ＝。 答案：(1)24.10　0.521　(2)偏小　 知识点2　实验：测量金属丝的电阻率 4．在“测量金属丝的电阻率”实验中，由ρ＝可知，对实验结果的准确性影响最大的是(　　) A. 导线直径d的测量 B. 电压U的测量 C. 电流I的测量 D. 导线长度l的测量 A　选项中的四个物理量对金属丝的电阻率计算结果均有影响，但影响最大的是直径d，因为在电阻率的计算式中取的是直径的平方。 5．某实验小组在做“测量金属丝的电阻率”实验过程中，测量某金属丝的电阻(阻值5～10 Ω)，实验室提供了下列器材： A. 电压表(0～3 V，内阻RV约1 Ω) B. 电压表(0～15 V，内阻RV约5 kΩ) C. 电流表(0～0.6 A，内阻RA＝2 Ω) D. 电流表(0～3 A，内阻RA＝0.5 Ω) E. 滑动变阻器(5 Ω，1.2 A) F. 直流电源(6 V，内阻不计) 另有开关一个、导线若干。 实验中有两种电路可供选择，如图甲和乙所示。 (1)为了较准确地计算金属丝的电阻，本次实验中电路应选____________(选填“甲”或“乙”)，电压表应选________，电流表应选____________。(只填器材前的字母代号即可) (2)若用米尺测得金属丝的长度为L，用螺旋测微器测得金属丝直径为d，此时测得电流为I、电压为U，则该金属丝的电阻率ρ＝__________(用π、d、L、U、I、RA表示)。 解析：(1)为了使测量结果尽量精确，根据滑动变阻器阻值范围可知，应选择滑动变阻器分压式接法，故选择电路图甲。测量金属丝的电阻(阻值在5～10 Ω)，电源的电动势为6 V，所以应选择电压表A，虽然已超过量程，但比电压表B精确，当然电压值可由滑动变阻器来控制。根据电压表量程与待测电阻阻值可得，最大电流为0.6 A，若使用电流表D则达不到精确度，因此选择电流表C，通过滑动变阻器来控制电流。 (2)根据电阻定律R＝ρ，S＝π，根据欧姆定律，R＝－RA，联立得ρ＝。 答案：(1)甲　A　C　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $