3.3 测量金属丝的电阻率 分层同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

第三节　测量金属丝的电阻率 一、必备知识基础练 1.某同学利用螺旋测微器测量一圆柱体工件的高度,测量结果如图所示.该工件的高度为　　　　 mm.  2.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸.他分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和图乙所示,长度为　　　　 cm,直径为　　　　 mm.  3.在“测定金属的电阻率”的实验中. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径D,示数如图甲所示,读数为　　　　 mm;用电压表测量金属丝两端电压,示数如图乙所示(电压表量程0~3 V),电压表读数U=　　　　 V;  (2)金属丝的电阻比较小,为了减少实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,即电压要从零开始调节.请在虚线框中画出电路原理图; (3)请根据(2)中设计的电路图,在图丙中完成实物连接; 丙 (4)测出金属丝的直径为D,长度为L,用电压表和电流表测出其电压和电流分别为U和I,根据该实验原理,此金属材料的电阻率计算式为ρ=　　　　(用已知字母D、L、U、I表示).  4.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的电阻. 按图连接电路后,实验操作如下: (1)将滑动变阻器R1的阻值置于最　　　　(选填“大”或“小”)处;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;  (2)将电阻箱R2的阻值调至最　　　　(选填“大”或“小”);将S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1 280 Ω;  (3)由此可知,圆柱体的电阻为　　　　 Ω.  二、关键能力提升练 5.现有一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率,用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示. (1)则圆柱体的直径为　　　　 mm,长度为　　　　 cm.  (2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=　　　　.  参考答案 1.解析 螺旋测微器的读数为h=6.5 mm+36.0×0.01 mm=6.860 mm. 答案 6.860 2.解析 根据游标卡尺读数规则,主尺读数为5 cm,游标尺读数为0.1×3 mm,长度为5.03 cm;根据螺旋测微器的读数规则,主尺读数为5 mm,可动刻度为31.5×0.01 mm,所以直径为5.315 mm. 答案 5.03　5.315(5.314~5.316均可) 3.解析 (1)由图甲所示的螺旋测微器可知,固定部分读数为6.5 mm,可动刻度转动为35.9格,故其读数为D=6.5 mm+35.9×0.01 mm=6.859 mm. 电压表的最小分度为0.1 V,所以电压表的示数为U=1.20 V. (2)由于金属丝的电阻比较小,为了减少实验误差,故电流表采用外接法;实验要求获得较大的电压调节范围可知,滑动变阻器采用分压接法,因此实验采用电路图如图1所示. 图1 (3)实物连接如图2所示 图2 (4)根据电阻定律可知Rx=ρ=ρ,由欧姆定律可得I=,解得此金属材料的电阻率计算式为ρ=. 答案 (1)6.859(6.858~6.860均可)　1.20　(2)见解析图1　(3)见解析图2　(4) 4.解析 (1)为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器一定调到阻值最大; (2)将圆柱体电阻换成电阻箱时,也一定先将电阻箱调到最大,也是为了保护电路安全; (3)此题采用等效替代法测量电阻,圆柱体的电阻等于电阻箱R2的阻值1 280 Ω. 答案 (1)大　(2)大　(3)1 280 5.解析 (1)圆柱体的直径为1.5 mm+34.2×0.01 mm=1.842 mm;长度为42 mm+8×0.05 mm=42.40 mm=4.240 cm. (2)由欧姆定律R=和电阻定律R=,联立得ρ=. 答案 (1)1.842(1.841~1.843均可)　4.240 (2) 5 学科网（北京）股份有限公司 $