课后提升练(18) 科学测量：金属丝的电阻率（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

课后提升练(十八)　科学测量：金属丝的电阻率 [对应学生用书P183] 1．(2021·河南许昌第三高级中学高二月考)用电流表和电压表测电阻时，可以有如图所示的两种方法把电压表和电流表连入电路。对于这两种电路下列说法中正确的是(　　) A．采用甲图时，测量出的电阻值比真实值小 B．采用乙图时，测量出的电阻值比真实值小 C．为了减小误差，测量较小阻值的电阻时宜采用甲图 D．为了减小误差，测量较大阻值的电阻时宜采用乙图 B　解析：采用甲图时，由于电流表的分压作用，则电压的测量值偏大，根据R＝可知，测量出的电阻值比真实值大，为了减小误差，测量较大阻值的电阻时宜采用甲图，A、D错误；采用乙图时，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，测量出的电阻值比真实值小，为了减小误差，测量较小阻值的电阻时宜采用乙图，B正确，C错误。 2．(2022·内蒙古杭锦后旗奋斗中学高二期中)某同学用伏安法测一个未知电阻的阻值，他先将电压表接在a点，读得两表示数分别为U1＝3.0 V，I1＝3.0 mA，然后将电压表改接在b点，读得两表示数分别为U2＝2.9 V，I2＝4.0 mA，如图所示，由此可知电压表应接到________点误差较小，测量值Rx＝________Ω，测量值比真实值偏________(填“大”或“小”)。 答案：a　1 000　大 解析：由题意知，当电压表接b时，电压表示数是准确的，试触时电压表变化量为0.1 V，故电压表的变化量为准确值的＝；而电压表接a时，电流表是准确的，电流表的变化量为1 mA，相对于准确值的，即两种接法中电压变化较小，故电流表分压较小，所以接到a点采用电流表内接法时误差较小，测得数据Rx＝ Ω＝1 000 Ω，接a点电压表的测量值比真实值大，电流表的测量值等于真实值，由Rx＝，可知测量值比真实值偏大。 3．(2021·黑龙江大庆东风中学高一期末)有一名同学欲用伏安法测定一段阻值约为5 Ω的金属丝的电阻，要求测量结果尽量准确。现备有以下器材： A.电池组(3 V，内阻1 Ω) B．电流表(0～3 A，内阻0.012 5 Ω) C．电流表(0～0.6 A，内阻0.125 Ω) D．电压表(0～3 V，内阻3 kΩ) E．电压表(0～15 V，内阻15 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A) G．滑动变阻器(0～2 000 Ω，额定电流0.3 A) H．开关、导线 请问： (1)器材中，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选______。(填写各器材的字母代号) (2)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，则d＝________mm。 (3)为使待测电阻两端的电压能从零开始变化，请按要求在下面方框中画出实验原理图。 答案：(1)D　C　F　(2)0.900　(3)见解析图 解析：(1)电源电动势为3 V，电压表E量程太大，不能达到满偏，所以电压表应选D，流过待测电阻的最大电流约为Imax＝＝0.6 A，电流表B量程太大，不能达到满偏，所以电流表应选C，要求测量数据尽可能多，控制电路采用分压式，为方便实验操作，滑动变阻器应选F。 (2)根据螺旋测微计的读数方法有0.5 mm＋40.0×0.01 mm＝0.900 mm。 (3)因为Rx<，所以电流表采用外接法，滑动变阻器为分压接法，如图所示。 4．(2022·山东济南高一期末)小明找到一段粗细均匀的圆柱体导电材料，欲测量这种材料的电阻率ρ，先用多用电表粗测其电阻约为2000 Ω，为进一步精确测量电阻率，实验室提供了以下实验器材： A．20分度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表A1(量程：0～5 mA，内阻r1＝500 Ω) D．电流表A2(量程：0～20 mA，内阻r2约为200 Ω) E．电压表V1(量程：0～10 V，内阻约为10 kΩ) F．电压表V2(量程：0～3 V，内阻约为2 kΩ) G．滑动变阻器R1(0～200 Ω，额定电流为0.3 A) H．滑动变阻器R2(0～20 Ω，额定电流为0.5 A) I．定值电阻R＝200 Ω J．直流电源E(提供恒压12 V) K．开关一只，导线若干 小明设计的一部分电路如图丙所示，请回答下列问题： (1)用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L＝________cm，用螺旋测微器测得该样品的外直径如图乙所示，其示数D＝________mm。 (2)定值电阻最合理的位置应该是______(填“1”或“2”)，应选的滑动变阻器是______(填“G”或“H”)。 (3)用实线代替导线在图丙中将电路图补充完整(需连好电压表和滑动变阻器)。 (4)实验中电表测量数据分别为U、I，则这种材料的电阻率ρ＝________(用题中所给物理量字母表示)。 答案：(1)5.015　4.700　(2)2　H　(3)见解析图 (4)ρ＝(－R－r1)　 解析：(1)游标卡尺示数L＝5 cm＋0.05 mm×3＝5.015 cm，螺旋测微器示数D＝4.5 mm＋0.01 mm×20.0＝4.700 mm。 (2)电路可能达到的最大电流为I＝＝ A＝6 mA，则电流表选择A1即可；A1的内阻已知，则可采用电流表内接电路；由于电压表的内阻都不是确定的值，则定值电阻最合理的位置应该是“2”；滑动变阻器要接成分压电路，则应选阻值较小的H。 (3)电路如图所示。 (4)实验中电表测量数据分别为U、I，则待测电阻Rx＝－R－r1，又Rx＝ρ，解得ρ＝(－R－r1)。 5．(2022·江苏南京高一期末)在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。已知电阻丝接入电路部分的长度l约为50 cm。 (1)如图甲所示，螺旋测微器测得金属丝直径D＝______mm。 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx，实验所用器材为：电池组E(电动势3 V，内阻约1 Ω)、电流表A(内阻约0.1 Ω)、电压表V(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干。如图丙所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端。请根据图乙所示的电路图，补充完成图丙中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 (3)某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 同学们在坐标纸上建立了UI坐标系，如图丁所示，图中已经标出了与测量数据对应的2个坐标点。请在图中标出余下几组测量数据的坐标点，并描绘出UI 图像。由图像得到金属丝的阻值Rx＝________Ω(结果保留2位有效数字)。 (4)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________(填选项前的符号)。 A．2×10-2 Ω·m B．2×10-4 Ω·m C．2×10-6 Ω·m D．2×10-8 Ω·m (5)以上实验中，由于电流表和电压表均非理想电表，会导致金属丝电阻率的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案：(1)0.525(0.524～0.526)　(2)见解析图甲 (3)见解析图乙　4.5(4.3～4.5)　(4)C　(5)偏小 解析：(1)螺旋测微器测得金属丝直径为0.5 mm＋2.5×0.01 mm＝0.525 mm。 (2)根据电路图，连线如图甲所示。 (3)图像如图乙所示，由图线得到金属丝的阻值Rx＝ Ω＝4.5 Ω。 (4)根据电阻定律得ρ＝Rx＝Rx＝2×10-6 Ω·m，故选C。 (5)测电阻时使用的是电流表外接，因为电压表的分流导致电阻的测量结果偏小，根据电阻定律可知电阻率偏小。 6．(2022·四川绵阳高二期末)用伏安法测量电阻Rx的阻值，并求出电阻率ρ。 给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻(约为250 Ω)及导线若干(要求测量电流、电压能从0开始调节)。 (1)在虚线框中画出测量Rx的电路图。 (2)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)求出的电阻值R＝________。(结果保留3位有效数字) (4)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图甲、乙所示，可知其长度为________，直径为________。 (5)由以上数据可求出ρ＝________。(结果保留3位有效数字) 答案：(1)见解析图　(2)见解析 (3)223 Ω(221～237 Ω均正确) (4)0.800 cm　0.190 0 cm (5)7.9×10-2 Ω·m 解析：(1)由于Rx＜，应采用电流表外接法，要求测量电流、电压从0开始调节，滑动变阻器采用分压式接法，如图所示。 (2)①作UI图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点(左起第2个点)应舍弃；②求该直线的斜率k，则R＝k。 (3)在图像中的直线上取两点，求出R≈223 Ω。 (4)题图甲读数l＝8 mm＋0×0.02 mm＝8.00 mm＝0.800 cm，题图乙读数d＝1 mm＋45.0×0.02 mm＝1.900 mm＝0.190 0 cm。 (5)由R＝ρ，得ρ＝＝ Ω·m≈7.90×10-2 Ω·m。 学科网（北京）股份有限公司 $$