练案13 11.3 实验：导体电阻率的测量-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第三册同步学习指导(人教版2019)

练案[13] 第十一章 第3节 实验：导体电阻率的测量 3.某实验小组利用图甲所示的电路测量金属丝 基础巩固练 的电阻率（图中R表示待测金属丝的电阻）。 1.(2024·福建三明期末)测定金属丝的电阻率 实验中： (1)用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属 丝的直径和长度，如下图所示，螺旋测微 器的读数为 mm,游标卡尺的读 数为 mm 45 6 (em) 待测金属丝 10 20 Z (2)用伏安法测电阻丝的电阻值，如图甲所示 的电表使用0~0.6A量程时，图中示数为 (1)正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径 A:如图乙所示的电表使用0~ 结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的 15V量程时，图中示数为 V。 直径为 mm: (2)图中已连接了部分导线。请根据甲图补 10 0.20A 0 充完成图中实物间的连线： A 0.6 甲 (3)连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器 2.(2024·北京东城期中)(1)某同学用螺旋测 的滑片应滑至 (选填“左端”或 微器测量一个圆柱导体的直径，测得读数 “右端”)； mm (4)实验中发现电压表的量程无法满足实验 E10 要求，某同学将量程为4mA、内阻为 -5 0 120D的灵敏电流计G与阻值为R,的定 05 值电阻串联后，改装成量程为6V的电压 (2)用游标卡尺测量小球直径，读数为 表，则R= n mm (5)用刻度尺测得被测金属丝接入电路的长 度为1，螺旋测微器测得金属丝的直径为 d,用电流表和电压表测得金属丝的电阻 山H 为R,则被测金属丝的电阻率为p= 0510 (用题中所给物理量的字母表示)。 193 直线的斜率为k,若不考虑温度的变化，则 能力提升练 金属丝电阻率的测量值p= (用 4.（2024·安徽模拟预测)某同学为了测量一根 dE、k表示)； 粗细均匀的金属丝的电阻率，设计了如图甲所 (4)若}-1图像的纵截距已知，为测出电流 示的电路，电路中的ab是一段金属丝。 表的内阻，还需要测量 (用文字 表述)。 5.某实验小组的同学在实验室找到了一段粗细 49 均匀、电阻率较大的电阻丝，设计了如图甲所 示的电路进行了实验探究，其中MN为电阻 除金属丝外，实验室提供的器材还有： 丝，用螺旋测微器测得其直径大小为D,R。是 A.电源（电动势E=3V,内阻未知） 阻值为0.70Ω的定值电阻。正确接线后，闭 B.电流表（量程0~0.6A,内阻未知） 合开关S,调节滑片P,记录电压表示数U、电 C.定值电阻R,(阻值52)》 流表示数I以及对应的PN长度x,通过调节 D.定值电阻R2(阻值1002) 滑片P,记录多组U、I、x的值。 E.开关、导线若干 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d,应该 M 在 (填“同一”或“不同”)位置测 甲 量3次，取平均值。某次示数如图乙所示， ↑UW 1.5 则金属丝的直径为 mm; 2.7 (2)为了准确、方便的测量电路中的电流，定 1.000.20.41A 0.2 0.5 m (填“R,”或 公 值电阻R。应选择 (1)用螺旋测微器测量电阻丝横截面的直径 “R2”): D,示数如图乙所示，D= mm (3)闭合开关S,将金属夹从金属丝的最左端a (2)根据实验数据绘出的U-1图像如图丙所示， 逐渐向右移动，依次记下相应的滑片到α 由图丙可得电池的电动势E= V,内 端的距离I和对应的电流表的示数I,利用 阻r= 2(结果均保留两位有效数 测量的多组1、1，做出}-1图像，测得图像 字)：由于电表内阻的影响，通过图像法得 194 到的电动势的测量值 其真实值 (1)组员们用游标卡尺测量金属工件的外径 (选填“大于”“等于”或“小于”)。 d1和内径d2。使用前检查发现主尺和游 (3)根据实验数据可进一步绘出 一x图像如 标尺的零刻度线不能对齐，如图甲。组员 们决定仍然使用该尺进行测量，其中测量 图丁所示，根据图像可得电阻丝的电阻率 内径时，把结构图乙中的部件 p= 2·m(结果保留两位有效 (选填“a”“b”“c”或“d”)紧贴圆柱形金属 数字)。 6.实验小组设计实验方案测量长度为！的中空 工件测量内径，记录此时游标卡尺示数为 mm(图丙)，修正后内径d2= 圆柱形金属工件的电阻率。实验室提供的器 材有： mm A.电源E(电动势为4.5V,内阻未知) (2)为了满足测量要求，实验小组设计图丁实 B.电压表（量程3V,内阻为2k2) 验方案测量工件的电阻，其中电压表V, C.电压表（量程3V,内阻约为2kΩ） 是器材中的 (选填器材前的字母 D.变阻箱R(0~9999.92) 符号)，V2是器材中的另外一只电压表，定 E.定值电阻R:102、100D、Ik2、10k2各 值电阻R,选用 一个 (3)闭合开关，调节电阻箱阻值，记录每个阻 F.游标卡尺(20分度) 值R对应的电压表V,的示数U,和电压 G.开关一个，导线若干 表V,的示数U,:根据数据作出 像，斜率为k,如图戊，不计电压表V2的分 流影响，此工件的电阻率为 (使 用题中所给物理量的符号表示)。 (4)考虑电压表V2的分流影响，应用此方法 测得的电阻率 (选填“偏大”“偏 小”或“不变”)。 -195代入数据得q=10C 别为R,=P流R=p品R=p是=P是因为a>b>e 根据g=k得N=又 则可得R,<R。<R:=R,故通过相同的电流，A图中电阻两 代入数据得N=6.25×10个。 端的电压最小。故选A。 (2)由公式I=neS 8.B根据题意，由电阻定律可得，接上下两端时导体电阻为 10 得和==85×10×1.6×10-9x1×106m/s=74 AA RF=PAD·AB 接左右两端时导体电阻为R左卡= 10-"m/s。 AB (63)由= 可由欧婚定律R三了有Rr=4R铸，则有行= PA4·AD AA 1×10-2 得1=号=74×0==135×10°s PAD·AB AB AB =4解得始=2，成造。 PAM,·AD 练案[12] :9.D由欧姆定律= 电阻关系式R=p,联立解得1 U 1.B电势是试探电荷在某点具有的电势能与其电荷量的比值， US 不能反映导体对电流的阳碍作用，反映电场所具有的能的性 由题意可知1=，h pL pa 一器4一尝对导体能如相同 质，A错误；电阻是描述导体对电流阳爵作用的物理量，B正 确：电压是使电路中形成电流的原因，不能反映导体对电流的 的电压，流过导体的电流之比为4：：山=告：告：兰已 阻碍作用，C错误：单位时间甲通过导休任一横截面的电荷量 知三边ab和c的长度之比为1：2：3，代人解得l:12:,= 叫电流，不能反映导体对电流的阻碍作用，D错误。故选B。 36:9:4,放选D。 2D将电阻决定式的表站式变形有p空对上述表站式进行0A限据口=后可知，电导半的单位是m选项A正 单位运算有：m=n·m,即电阻率p的单位是n·m。故 确：材料的电导率与材料有关，但是与材料的形状无关，选项 B错误：材料的电导率越小，电阻率越大，则其导电性能越 选D。 弱，选项C错误：电导率大小与温度有关，选项D错误。故选 3C金属单质的电阻率较小，合金材料的电阻率较大，散A,B A 错误：电阻案的大小与温度和材料本身有关，与长度和横截面 积无关，金属导休的电半酷温度的升高附瑞大，放C正确：山A根据及=号可知。电阻最大，电阻最小：根据R=即片 电阻率跟导体的材料有关是反映材料导电性能好坏的物理： 可知a横截面积最小，c横截面积最大。故选A 量，电阳率越大，导电性能越差，故D错误。故选C。 12.B由图可知金属铝的电阻率p=2.9×10*0·m,根据电 BC根据R0台可得1S则上：冬×会：之南 3 L 阳的决定式R=PS,代人数据得R=29×105× ?,放选C。 145x106n=1×100,根据欧姆定律得U=R,解得U= 0.05 5D若沿着AB方向测得的电阻为R,则R=P是，解得p 4×10-5V=4mV,故选B 必，选项A.B错误：沿CD方向的电阻为R=p之=R,选 练案[13] aca 项C错误，D正确。故选D。 1.1.416/1.415/1.41742.400.448.5 6.CI-U图线上的点与坐标原点的连线的斜率的倒数表示电 解析：(1)螺旋测微器的分度值为0.01mm,所以金属丝的直 阻，由图可知，电阻：图线上的点与坐标原，点的连线的斜率不 径为d=1nm+41.6×0.01m=1.416mm。 断增大，其电阻不断减小，所以的电阻随电流的增大而减 该游标卡尺为20分度，分度值为0.05mm,所以金属丝的长 小，故A错误：由于横纵坐标轴的长度单位不同，则不能由R 度为L=4.2em+8×0.05mm=42.40mm。 amd=1.00,求解电阻b的阻值只能通过R=-10 (2)电流表使用0-0.6A量程时，分度值为0.02A,所以示数 7=5 为0.44A: =20,求解，放B错误根据R=号，可知在两图线交点处，电 电压表使用0~15V量程时，分度值为Q,5V,所以示数为 8.5V 阻a的阻值等于电阻b的阻值，放C正确：根据欧姆定律可得 1名-子A=1A放D误。放选C。 2.(1)8.524-8.526(2)22.6 解析：(1)暴旋测微器读数为d=8.5m+2,5×0.01nm= 元A根据电阻的决定式R=P了，可得A,B,C,D中的电阻分 8.525mm,由于最后一位是估读，所以读数在8.524mm~ 8.526mm之间即可。 -269- (2)游标卡尺读数为d=22mm+6×0.1mm=22.6mm。 (2)1.50.30小于(3)2.5×10-4 3.(1)2.095/2.094/2.096 解析：(1)螺旋测做器的读数为固定刺度与可动刻度之和，所 (2)见解析图 以电阻丝横截面的直径为D=7.5mm+48.5×0.01mm= (3)左端(4)1380(5)dR 7.985mm 4 (2)根据欧舞定律可得U=E-(r+R。),可知U-I图像的纵 解析：(1)螺旋测微幂的精度为0.01mm,测得的金属丝的直 轴截距等于电动势，则有E=b=1.5V,U-I图像的斜率晚对 径为d=2mm+9.5×0.01mm=2.095mm (2)根据图甲电路，实物连线如图所示。 位为r+儿=出n=1.0n,解得有里为r 0.5 0.30D。考虑电压表分流的影响，设电压表内阻为R,根据 民合电路约欧每定件可得E:=心+(+兴)+风)，垂 Ry Ry(rx+Ra) 待测金属丝 理可得U= ,+R+KE-R+r:+尼 ,可知U-1图像 的纵轴载距为6=R+r,+R ,则Em<Ex,可知由于电表 内阻的影响，通过图像法得到的电动势的测量信小于其真 实使。 E (3)洼接好电路后，闭合开关时为了安全应保证电流表的电流 (3)振据欧每定徐可得号=P片+R,可 了~x围线的斜率 最小，则将滑片滑至左端，支路电流为零最安全。 为k=号，可知电阻丝的电阻率为p=5=27-02×m× 0.5 (4)根据串联分压可知，改装电压表的原理为U=I(R,+R,) 解得R= -儿=4x00-20n=10n 7.985×10 ）0·m=2.5×1040·mo 2 6.(1)a7.657.50(2)B1k (5)报据电阻定件儿P了有n号 (3)3md2-4 81 (4)不变 ad R 可得电阻率为p=41 解析：(1)测量内径应使用内测量爪，故选a:游标卡尺的读数 4.(1)不同2.000(1.998-2.002) 为主尺刻度与游标尺刻度之和，所以游标卡尺的示数为7mm (2)R(3)E(4)电源的内阻 +13×0.05mm=7.65mm.修正后内径为d2=7.65mm- 4 (0mm+3×0.05mm)=7.50mm。 解析：(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，应该在不同的位 (2)由于电压表V,与电阻R,串联，所以电压表V,的内阻已 置测量3次，取平均值：由于螺旋测微器的精度为0.01mm, 知，故造B:由于电深电动势为4.5V,而电压表V1的量程为 所以金属丝的直径d=2.000mm。 3V,所以审联的电阻R的阻值为R45-3kn=1k0。 (2)由于电流表的量程为0~0.6A,电深的电动势E为3V, 3 2 为了移动金属夹时，电路中电流变化明显，所以保护电阻 选R 3山- (3)根据政每定律可得R= (3)设电流表内阻为R,电漂内阻为下，根据电阻定律以及闭 R 合电路的欧姆定徐，可知金属丝接入电路的电阻R,=印了： 始登★+号★号 整理可得元 其中s=子d,又1=尼+R,+r+R E 1 根据电阻定律可得R,=P了，S=4π(d2-山)，联立可得p 代入得叶 Ro+R+r E _3m(42-4 81 所以= End (4)考虑电压表V:的分流影响，根据欧姆定律有R, 解得p=d - 40 ,理可用吃受·京+号()总太 (4)片-1图徐曲毁载距6=化+出 E 2R 所以为了测出电流表的内阻RA,还需要测量电源的内阻「。 图像的斜率为k=兮与电压表内阻无关，测得电阻值不变，电 5.(1)7.985(7.984-7.986) 阻率不变。 270