第11章 第3节 实验：导体电阻率的测量（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高中物理必修第三册同步学案（人教版）

达标训练 1．(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是(　　) A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 【解析】　AC　实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法。故A、C操作错误。A、C符合题意。 2．某同学测定一金属杆的长度和直径，示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为________ cm和________ mm。 甲 乙 【解析】　金属杆长度由刻度尺示数可得，由题图甲得L＝60.10 cm。由题图乙知，此游标尺为50分度，游标尺上第10刻线与主尺上一刻线对齐，则金属杆直径为d＝4 mm＋10×0.02×10 mm＝4.20 mm。 【答案】　60.10　4.20 3．在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下： 待测金属丝Rx(阻值约4 Ω，额定电流约0.5 A)； 电压表V(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)； 电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.05 Ω)； 电源E1(电动势3 V，内阻不计)； 电源E2(电动势12 V，内阻不计)； 滑动变阻器R(最大阻值约20 Ω)； 螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________ mm。 (2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选______，电源应选________。(均填器材代号)在虚线框内画出电路原理图。 【解析】　(1)螺旋测微器的读数为 1．5 mm＋27.4×0.01 mm＝1.774 mm。 (2)金属丝的额定电流约为0.5 A，电流表应选A1；金属丝额定电压约为U＝IR＝0.5×4 V＝2.0 V，电源应选E1。电路原理图如图所示。 【答案】　(1)1.774(1.773～1.775均可)　(2)A1　E1　见解析图 4．在“测定金属的电阻率”的实验中， (1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为________ mm。 (2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时的读数如图乙所示，则电压表的读数为______ V，电流表的读数为________ A。 (3)用米尺测量金属丝的长度L＝0.810 m。利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为________ Ω·m(保留两位有效数字)。 【解析】　(1)螺旋测微器的读数为d＝2.5 mm＋43.5×0.01 mm＝2.935 mm。 (2)因电压表的每小格读数为0.1 V，所以应估读到0.01 V，所以电压表的读数为U＝2.60 V；同理，电流表的每小格读数为0.02 A，应估读到0.01 A，所以电流表的读数为I＝0.52 A。 (3)根据R＝ρ得ρ＝＝，又R＝ 联立以上两式，代入数据得ρ＝4.2×10－5 Ω·m。 【答案】　(1)2.935　(2)2.60　0.52 (3)4.2×10－5 5．某同学想要了解导线在质量相等时，电阻与横截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验： (1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图所示，读得直径d＝________ mm。 (2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据： 电阻R/Ω 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 导线直径d/mm 0.801 0.999 1.201 1.494 1.998 导线横截面积S/mm2 0.504 0.783 1.132 1.752 3.134 请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与横截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系。___________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7 Ω·m，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l＝__________ m(结果保留两位有效数字)。 【解析】　(1)螺旋测微器读数为(1＋0.01×20.0) mm＝1.200 mm。 (2)由数据可知R与S不成反比，经计算可知R∝d－4，则R与S2成反比(或RS2＝常量)。 (3)由R＝ρ 可得l＝＝ m＝19 m。 【答案】　(1)1.200　(2)不满足，R与S2成反比(或RS2＝常量)　(3)19 6．某同学测量一个圆柱体的电阻率时，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。 (1)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(a)和图(b)所示，则长度为________ cm，直径为________ mm。 (2)按图(c)连接电路后，实验操作如下： ①将R1的阻值置于最________(选填“大”或“小”)处，将开关S2拨向接点1，闭合开关S1，调节R1，使电流表示数为I0； ②将R2的阻值调至最________(选填“大”或“小”)处，将开关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的阻值为1 280 Ω。 (3)由此可知，圆柱体的电阻为________ Ω。 【解析】　(1)由题图(a)所示游标卡尺可知，主尺示数为5.0 cm，游标尺示数为2×0.1 mm＝0.2 mm＝0.02 cm，故游标卡尺示数为5.0 cm＋0.02 cm＝5.02 cm。由题图(b)所示螺旋测微器可知，固定刻度示数为5 mm，可动刻度示数为31.5×0.01 mm＝0.315 mm，故螺旋测微器示数为5 mm＋0.315 mm＝5.315 mm。 (2)①R1保护电路，应将滑动变阻器R1的阻值置于最大处。②为保护电流表，应将电阻箱R2的阻值调至最大处。 (3)两种情况下，电路电流相等，电路电阻相等，因此圆柱体电阻与电阻箱电阻相等，圆柱体的电阻为1 280 Ω。 【答案】　(1)5.02　5.315　(2)①大　②大 (3)1 280 7．某中学的探究小组为了测量电阻丝的电阻率，拿来一根粗细均匀的电阻丝，完成了如下的操作： (1)用游标卡尺测得电阻丝的直径如图1所示，其读数为d＝________ cm； (2)将电阻丝接入如图2所示的电路，用刻度尺测量出接入电路的电阻丝长度； (3)闭合开关，读出电压表以及电流表的示数，由R＝求出相对应的电阻丝的阻值； (4)改变电阻丝的长度，重复操作(2)、(3)4次； (5)将5次测量的数据记录在下表。 实验次数 1 2 3 4 5 L/m 0.160 0.220 0.300 0.440 0.560 R/Ω 1.20 1.62 2.20 3.20 4.11 根据表中的数据作出电阻与电阻丝长度的关系图像，然后利用所学的知识求出该电阻丝的电阻率。 【解析】　作出的R－L图像如图所示： 在图中根据直线斜率的定义可得：k＝ 又由R＝ρ可得：k＝　　　　① 由①式可得电阻丝的电阻率为ρ＝kS　　② 可见只要求出直线的斜率k和电阻丝的横截面积S，便可求得电阻丝的电阻率，因此在图像上取两个距离较远的点，如(0.100,0.800)和(0.464,3.400)代入直线的斜率公式可得： k＝＝ Ω/m≈7.14 Ω/m 将k≈7.14 Ω/m代入②式可得： ρ＝kS＝7.14×3.14×2 Ω·m≈4.55×10－5 Ω·m。 【答案】　(1)0.285　(2)4.55×10－5 Ω·m 学科网（北京）股份有限公司 $