11.3 第2课时 金属丝电阻率的测量 课后达标检测(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版）

1．(2024·辽宁沈阳铁路实验中学校考)物理兴趣小组欲较准确地测量一个长约几厘米、电阻约为10 Ω、横截面为圆形、粗细均匀的导体的电阻率。 (1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数L＝__________cm；用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示，读数D＝________mm。 (2)设测得导体的电阻为R、长度为L、直径为D，求得导体的电阻率为________(用R、L、D三个物理量表示)。 解析：(1)游标卡尺读数L＝52 mm＋7×0.05 mm＝52.35 mm＝5.235 cm 螺旋测微器读数D＝2 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。 (2)根据电阻定律R＝ρ，S＝π()2 可得ρ＝。 答案：(1)5.235　2.150　(2) 2．(2024·广东东莞联考)(1)如图1所示，螺旋测微器读数为________mm，游标卡尺读数为________mm。 (2)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中采用图2所示的电路来测金属丝的电阻。实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________(选填“M”或“N”)端。 (3)按照图2连接实物图，如图3所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线连接错误，该导线为______________________(选填“a”或“b”)。 (4)某次实验时，电压表示数为U，电流表示数为I，该小组用刻度尺测量导线长度为L，螺旋测微器测其直径为D，则表达式为ρ＝________(用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率)。 解析：(1)螺旋测微器的分度值为0.01 mm，需要往下估读到下一位，固定刻度的读数为6.5 mm，可动刻度的读数为0.01×20.0＝0.200 mm，故螺旋测微器的读数为6.700 mm。 游标卡尺的主尺为0 mm，游标尺的分度值为0.05 mm，游标卡尺不需要估读，则游标卡尺的读数为0 mm＋5×0.05 mm＝0.25 mm。 (2)由题图2可知，该实验采用分压式接法，闭合开关S前，使待测支路电流为零，滑动变阻器的滑片P应处在M端。 (3)分压式接法应将滑动变阻器总阻值接入电路，所以连接错误的导线为b。 (4)根据欧姆定律得R＝ 根据电阻定律可得R＝＝ 联立解得ρ＝。 答案：(1)6.700　0.25　(2)M　(3)b　(4) 3．(2024·云南师大附中校考)某实验小组在测定一金属丝的电阻率的实验中，经历了以下实验过程： 　　 (1)该小组同学用千分尺(螺旋测微器)测量金属丝的直径和电流表(0～0.6 A)测量通过金属丝的电流，其中一次的测量示数如图甲、乙所示，则金属丝的直径为________mm，通过金属丝的电流为________A。 (2)请根据实物图丙在图丁虚线框中画出本实验的电路图。该小组的一个同学已描绘出U－I图线，如图戊所示，则金属丝的阻值Rx＝________Ω，该金属丝的长度为33.4 cm，金属丝的电阻率为________Ω·m。(结果均保留2位有效数字) 解析：(1)根据螺旋测微器的读数原理可知金属丝的直径为0 mm＋33.5×0.01 mm＝0.335 mm。 根据电流表的读数原理可知通过金属丝的电流为3×0.02 A＝0.06 A。 (2)根据实物图画出的电路图如图所示。根据电路图可知Rx＝ 所以U－I图像的斜率为金属丝的电阻， 则Rx＝ Ω≈4.5 Ω。 根据电阻定律R＝ρ得ρ＝ S＝π()2 所以ρ＝≈1.2×10－6 Ω·m。 答案：(1)0.335　0.06　(2)图见解析　4.5　1.2×10－6 4．(2024·广东深圳红岭中学期中)某同学设计实验“测定金属的电阻率”，要求电压从零开始调节。已知金属丝的电阻大约为4 Ω，在用伏安法对金属丝电阻进一步测定时，有如下实验器材可供选择： 直流电源：电压3 V，内阻不计； 电流表A1：量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω； 电流表A2：量程0～3.0 A，内阻约0.025 Ω； 电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ； 滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω； 滑动变阻器R2：最大阻值1 000 Ω； 开关、导线等。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，测量结果如图甲所示，可知金属丝的直径D＝________mm；用游标卡尺测量金属丝的长度，图乙所示，可知金属丝的长度L＝___________________cm。 　 (2)在所给的器材中，电流表应选________，滑动变阻器应选________(填写仪器的字母代号)。 (3)此实验中，需要用伏安法准确测出电阻丝的阻值，电路中安培表的接法需选用______(选填“内接法”或“外接法”)。 解析：(1)由图示螺旋测微器可知，金属丝的直径 D＝0.5 mm＋33.0×0.01 mm＝0.830 mm 游标卡尺是10分度的卡尺，其分度值为0.1 mm，则图示读数 L＝50 mm＋4×0.1 mm＝50.4 mm＝5.04 cm。 (2)金属丝中的最大电流约为I＝＝ A≈0.75 A 为了电流测量精确，电流表选用量程为0～0.6 A的电流表A1； 为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应采用分压式接法，应选择最大值较小的滑动变阻器R1。 (3)由＝ Ω＞4 Ω 所以阻值较小，故电流表采用外接法。 答案：(1)0.830　5.04　(2)A1　R1　(3)外接法 5．(2024·安徽亳州联考)某实验小组测定一个小金属圆筒的电阻率，圆筒横截面如图甲所示，该实验小组进行了如下操作： (1)用游标卡尺测得圆筒的长度为L，如图乙所示，则L＝________mm；圆筒内径已测出为d，用螺旋测微器测得圆筒的外径D如图丙所示，则外径D＝________mm。 　 (2)为了精确测量该圆筒电阻，实验小组设计如图丁所示电路，测出多组电流、电压数值，画出伏安特性I－U图线如图戊所示，则圆筒电阻R＝________Ω(结果保留1位小数)；用此电路测量的电阻值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 (3)圆筒材料的电阻率ρ＝________(测得物理量分别用L、d、D、R等字母表示)。 解析：(1)用游标卡尺测得的圆筒长度 L＝5 cm＋0.05×3 mm＝50.15 mm 用螺旋测微器测得的圆筒外径D＝10.500 mm。 (2)在I－U图像中，R为斜率的倒数，则R＝＝6.0 Ω 由于电流表外接，电阻测量值小于真实值。 (3)根据电阻定律 R＝ρ＝ρ得ρ＝。 答案：(1)50.15　10.500　(2)6.0　小于　(3) 6．(2024·湖北广水一中校考)某实验小组发现一卷如图甲所示的金属线，为了测定金属线的电阻率，该实验小组进行了如下操作。 (1)该实验小组从金属线中抽取一根细金属丝，截取其中的一部分，拉直后用游标卡尺测金属丝的长度，如图乙所示，则金属丝长L＝______cm。用螺旋测微器测金属丝的直径，如图丙所示，则金属丝的直径d＝________mm。 (2)现要进一步测量其阻值Rx(Rx约为10 Ω)，实验室提供了下列可选用的器材： 电流表A(量程0.3 A，内阻约0.5 Ω) 电压表V(量程3.0 V，内阻约3 kΩ) 滑动变阻器R 电源E(电压3 V，内阻可忽略) 开关、导线若干 为了尽可能提高测量准确度，且要求电表的示数从零开始。根据你所设计的实验电路，用笔画线代替导线将实物图丁补充完整。 (3)某次实验中电压表、电流表的示数分别为U、I，则电阻率ρ＝________(用所测物理量的符号表示)。 解析：(1)金属丝长 L＝107 mm＋10×0.05 mm＝107.50 mm＝10.750 cm 金属丝的直径 d＝3 mm＋20.5×0.01 mm＝3.205 mm。 (2)电压表内阻远大于待测阻值，故电流表应采用外接法，实验要求电表的示数从零开始，则滑动变阻器应采用分压式接法，故电路图如图所示。 (3)待测电阻的阻值R＝ 根据电阻定律有R＝ρ＝＝ 解得电阻率ρ＝。 答案：(1)10.750　3.205　(2)图见解析　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $