课时测评18 金属丝电阻率的测量-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评18　金属丝电阻率的测量 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(10分)(2024·广东省江门市高二上学期期末)在做“测定金属的电阻率”的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材： A．电池组(3 V、内阻1 Ω) B．电流表(0～3 A，内阻约0.012 5 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω) D．电压表(0～3 V，内阻约4 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ) F．滑动变阻器 G．开关、导线 (1)用螺旋测微器测该电阻丝的直径，如图甲所示，则其直径为________mm。 (2)为使测量尽量精确，电压表应选用________，电流表应选用________(均填写字母代号)。 (3)若将图乙和图丙中电路测得的电阻值分别记为Rx乙和Rx丙，则其中________(选填“Rx乙”或“Rx丙”)更接近真实值。选用正确的电路后，电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)。 答案：(1)4.488(4.487～4.489均可)　(2)D　C　(3)Rx丙　小 解析：(1)直径为d＝4 mm＋48.8×0.01 mm＝4.488 mm。 (2)首先需要电源A；电池组电压为3 V，故电压表选取电压为3 V的量程，即D；根据欧姆定律可知电流最大值I≈ A＝0.6 A，故电流表选取C。 (3)因为Rx<，所以电流表采用外接法误差更小，即题图丙中Rx丙更接近真实值。题图丙由于电压表分流，使得电流偏大，所以电阻测量值偏小。 2．(10分)在“探究电阻与导体长度、横截面积的关系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，金属丝的匝数为39，用刻度尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系。 (1)从图甲中得出金属丝的直径为________mm。 (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表0～3 V，内阻约10 kΩ B．电压表0～15 V，内阻约50 kΩ C．电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω D．电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω E．滑动变阻器0～10 Ω F．滑动变阻器0～100 Ω ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(填字母) ②实验中某同学的实物接线如图乙所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误。 错误a：_____________________________________________________________； 错误b：_____________________________________________________________。 答案：(1)0.649(0.646～0.651均可)　(2)①A　C　E　②见解析 解析：(1)由题图甲可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.53 cm，故直径为≈0.064 9 cm＝0.649 mm。 (2)①因为两节干电池的电动势约为3 V，电压表选A；因为金属丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V的电动势全加在金属丝上，电流最大为0.6 A，故电流表选C；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小实验误差，滑动变阻器选E。 ②错误a：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误b：采用了电流表内接法。 3．(10分)(2024·河北保定市高二上学期期末)如图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验原理图和所需器材的实物图，现有器材规格如下： 待测电阻Rx(约100 Ω) 电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约5 Ω) 电流表A2(量程0～50 mA，内阻约50 Ω) 电压表V1(量程0～5 V，内阻约5 kΩ) 电压表V2(量程0～15 V，内阻约10 kΩ) 电源E(电动势4 V，内阻不计) 滑动变阻器R(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A) 电键1个，导线若干条。 (1)实验时电流表选择______，电压表选择______。(填仪器字母代号) (2)根据实验原理图，在实物图中完成其余连线使之成为完整的实验电路。 (3)在开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端应移到______(选填“a”或“b”)端。 (4)实验操作正确的情况下，本实验电阻的测量值______(选填“大于”或“小于”)真实值。 答案：(1)A2　V1　 (2)见解析图　 (3)a　 (4)小于 解析：(1)由于电源电动势为4 V，则电压表选择V1；根据待测电阻Rx约100 Ω，则有Imax＝＝ A＝0.04 A＝40 mA，则电流表选择A2。 (2)根据实验原理图，实物连线如图所示。 (3)在开关S闭合前，为了保证电表安全，滑动变阻器的滑动端应移到a端。 (4)由电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表示数大于通过待测电阻的实际电流，根据欧姆定律得Rx＝，可知本实验电阻的测量值小于真实值。 4．(10分)(2024·重庆市第一中学高二上学期期末)某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率： (1)用螺旋测微器测均匀圆柱体的直径，如图所示，其直径d＝___________mm。 (2)用多用电表粗测此圆柱体电阻，该电阻约为7 Ω，为尽可能准确测量其电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下，电压表V(量程3 V，内阻约为15 kΩ)、电流表A(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)、滑动变阻器R1(0～5 Ω，0.6 A)、1.5 V干电池两节、内阻不计，开关S，导线若干。为了测多组实验数据，本次实验应当采用的最佳电路为___________。 (3)若按(2)问电路进行实验，且实验操作正确，则测量的电阻率比实际___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案：(1)1.400　(2)C　(3)偏小 解析：(1)用螺旋测微器测其直径d＝1 mm＋40.0×0.01 mm＝1.400 mm。 (2)该电阻约为7 Ω，则电压表内阻远大于待测电阻，则应采用电流表外接法；滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻，则应采用分压电路，本次实验应当采用的最佳电路为C。 (3)该电路中由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，根据R＝可知，电阻的测量值偏小，则电阻率的测量值偏小。 5．(10分)一根细长且均匀的金属管线样品，长约60 cm，电阻大约 6 Ω，截面图如图甲所示。 (1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为________mm。 (2)实验室有如下器材： A．电流表(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω) B．电流表(量程3 A，内阻约0.03 Ω) C．电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ) D．滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A) E．滑动变阻器(15 Ω，3 A) F．蓄电池(电压为6 V) G．开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(只填代号字母) (3)将如图丙所示的实物电路补充完整。 (4)金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________________(所测量物理量用字母表示并用文字说明)。计算中空部分横截面积的表达式为S＝______________。 答案：(1)1.125(1.124～1.126均可)　(2)A　E　(3)图见解析　(4)金属管线长度L　πd2－ρ 解析：(1)螺旋测微器固定刻度示数为1.0 mm，可动刻度示数为12.5×0.01 mm＝0.125 mm，故金属管线的外径d＝(1.0＋0.125) mm＝1.125 mm。 (2)由于电压表的量程为3 V，通过金属管线的最大电流Imax＝＝A＝0.5 A，所以电流表应选择A；实验时，一般要求电表示数需要达到量程的到之间，所以电路中需要最大电阻Rmax＝＝ Ω＝15 Ω，则滑动变阻器选E。 (3)由于Rx< ＝ Ω，所以电流表采用外接法，而滑动变阻器的最大阻值R阻大约是Rx的2.5倍左右，滑动变阻器起限流作用，电路连线如图所示。 (4)金属管线中空部分的横截面积S＝πd2－S金，由R＝ρ知，金属管线金属部分的面积S金＝ρ，金属管线中空部分的横截面积S＝πd2－ρ，所以还需要测量金属管线的长度L。 学生用书第84页 学科网（北京）股份有限公司 $$