11.3实验：导体电阻率的测量（分层练习）-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（人教版2019必修第三册）

第3节　实验：导体电阻率的测量 1、 游标卡尺和螺旋测微器读数 【例1】下图中游标卡尺的读数为 cm，螺旋测微器的读数为 cm。    【针对训练1】某同学用50分度的游标卡尺测量一圆柱体工件的长度，如图1所示，则工件的长度为 mm；用螺旋测微器测量工件的直径如图2所示，则工件的直径为 mm。 2、 金属丝的电阻率测量 【例2】（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图甲所示的部件 （选填“A”“B”“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm。    （2）用游标卡尺可以测量某些工件的外径。在测量时，示数如图乙所示，则读数为 mm。 （3）为了精确测量合金丝的电阻Rx，设计出如图甲所示的实验电路图，按照该电路图完成图乙中的实物电路连接 。    【针对训练2】随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。 （1）不合格的纯净水的电导率是 （选填“偏大”或“偏小”）。 （2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，利用刻度尺测量水柱的长度L，利用如图游标卡尺的 （选填“a”、“b”或“c”）测量容器的内径d。用该尺测量容器内径时照片的一部分如图，则该容器内径大小为 。    （3）某学习小组用多用电表粗测该水样的电阻为。为了准确测量水样的电阻，学习小组准备利用以下器材进行研究： A．电压表（，内阻约为） B．电压表（，内阻约为） C． 电流表（，内阻约为） D．电流表（，内阻约为） E. 滑动变阻器（最大阻值为） F. 蓄电池（电动势约为，内阻约为） G. 开关、导线若干    请设计实验电路，在答题卡方框内画出测量纯净水样品电阻的电路图 。电路中电压表应选择 ，电流表应选择 （填器材前面的字母序号）。 （4）水样电导率的表达式为 （用测得的物理量、、、表示）。 1．（1）用伏安法测电阻的实验中，除需要满足要求的电流表和电压表外，还有开关、电源、导线、0~20的滑动变阻器、待测电阻（约5000）。 为了减小测量误差，下列关于电路的选择或连接方式，正确的是 A．电流表内接法、滑动变阻器限流式连接 B．电流表内接法、滑动变阻器分压式连接 C． 电流表外接法、滑动变阻器限流式连接 D．电流表外接法、滑动变阻器分压式连接 （2）伏安法测电阻，测量电路的接法有安培表内接法和安培表外接法两种电路，如图A、B所示，其中 （填A或B）属安培表外接法。 用安培表外接法测，测量值，与真实值比，是偏 （填大或小），外接法适用于测阻值较 （填大或小）的电阻。    （2）[2] [3] [4]由图可知A属于电流表外接，使用外接法时，由于电压表分流而使电流测量值偏大，电压测量值是准确的，则由欧姆定律可知，电阻测量值偏小，根据并联电路分流原理可知适合测量小电阻。 2．有一根细长而均匀的金属材料样品，截面为外方（正方形）内圆，如图所示。此金属材料质量约为0.1～0.2kg，长约30cm，电阻约为。已知这种金属的电阻率为，密度为。因管线内径太小，无法直接测量，请根据以下器材，设计一个实验方案测量其内径。    A．毫米刻度尺            B．螺旋测微器              C．电流表 D．电流表      E．电压表    F．滑动变阻器 G．滑动变阻器        H．直流稳压电源（6V，0.05Ω）        I．开关一个，带夹子的导线若干 （1）除待测金属材料外，应选用的实验器材有 。（只填代号字母） （2）画出你设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路 、 。 （3）用已知的物理常量和所测得的物理量，推导出计算金属管线内径的表达式 。 3．有一研究性学习小组测量某金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置分别测量金属丝的直径。某次测量时，螺旋测微器示数如图甲所示，读数为 mm。 （2）实验电路如图乙所示，实验室提供了待测金属丝Rx（接入电路部分的阻值约几欧）电源E（3V，内阻不计）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材： A．