2025-2026学年高二寒假假期作业实验专题：实验 导体电阻率的测量

高中物理必修第三册寒假作业 实验：导体电阻率的测量（实验专题）答案 1.答案　11.4　0.920 解析　游标卡尺的读数为：L＝11 mm＋4×0.1 mm＝11.4 mm；螺旋测微器的读数为：d＝0.5 mm＋42.0×0.01 mm＝0.920 mm. 2.答案　50.80　3.775(3.774～3.776均可) 3.答案　0.999　0.42　2.25(2.24～2.26均可) 4.答案　(1)0.384(0.383～0.385均可)　(2)A1　R1　(3)见解析图　(4) 解析　(1)螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为38.4×0.01 mm＝0.384 mm，故d＝0.384 mm. (2)由于通过待测金属丝的最大电流为Imax＝＝0.2 A，所以电流表应选择A1；为调节方便，滑动变阻器应选择R1. (3)接法如图所示． (4)根据欧姆定律应有R＝，又R＝ρ，S＝，联立可得ρ＝. 5.答案　(1)C　(2)不同　(3)如图所示　 (4)如图所示 (5)23.5(23.0～24.0均可) 解析　(1)A起固定作用，便于读数；B为粗调，调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C，C起微调作用． (2)电阻丝电阻R＝ρ，测量一段电阻丝的电阻，S为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差． (4)把U2和I2的数据在方格纸中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上． (5)结合题图中图线的斜率可知R0＋Rx＋RA＝49.0 Ω，R0＋RA＝25.5 Ω，解得Rx＝23.5 Ω. 6.答案　(1)1.778(1.776～1.779均正确)　(2)A1　E1　电路原理图见解析图 解析　(1)螺旋测微器的读数为：1.5 mm＋27.8×0.01 mm＝1.778 mm。 (2)在用伏安法测电阻的实验中，为使测量尽量精确，则电流表、电压表指针需达到半偏以上，又因待测金属丝的额定电流约0.5 A，所以电流表选A1，电源选E1即可。Rx阻值较小，电流表A1应用外接法，电路原理图如图所示。 7.答案　(1)98.70　5.780　6.5　(2) 解析　(1)毫米刻度尺的最小刻度是1 mm，需要估读到0.1 mm，故金属丝的有效长度L为98.70 cm.直径D为5.5 mm＋28.0×0.01 mm＝5.780 mm 电阻为R＝＝ Ω＝6.5 Ω. (2)根据R＝ρ＝ρ，得ρ＝. 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理必修第三册寒假作业 实验：导体电阻率的测量（实验专题） 第一部分 实验过程 一、游标卡尺的原理及读数(*) 1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图1所示) 2．原理：利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度． 不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度总长度少1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表： 刻度格数(分度) 刻度总长度 1 mm与每小格的差值 精确度(可精确到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 3.用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径． 4．读数 若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm. 5．注意事项 (1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的，所以不需要估读，但读数要注意精确度所在的位数，如果读数最后一位是零，该零不能去掉． (2)读数时，要注意与主尺对齐的游标尺刻度线条数(不含零刻度线)． 二、螺旋测微器的原理及读数 1．构造 如图所示，它的小砧A和固定刻度G固定在U形框架F上，可调刻度H、粗调旋钮K和微调旋钮K′是与测微螺杆P连在一起的，并通过精密螺纹穿过F，用锁给予锁定． 2．使用方法 当A与P并拢时，可调刻度H的零点恰好跟固定刻度G的零点重合，旋转粗调旋钮K，将测微螺杆P旋出，把被测物体放入A、P之间的夹缝中，再旋转粗调旋钮K，P快要接触被测物时，要停止使用旋钮K，改用微调旋钮K′，听到“喀喀”声时停止，然后读数． 3．读数方法 L＝固定刻度示数＋可动刻度示数(估读一位)×0.01 mm. 4．注意事项 (1)读数时准确到0.01 mm，要估读到0.001 mm，测量结果若用毫米做单位，则小数点后面必须保留三位． (2)读数时，要注意固定刻度上半毫米刻度线是否露出． 三、电压表、电流表的读数 1．首先要弄清电表量程，即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流值． 2．根据表盘总的刻度数确定精确度，即每一小格表示的值，同时确定读数有效数字所在的位数． 3．按照指针的实际位置进行读数． 4．(1)0～3 V量程的电压表和0～3 A量程的电流表读数方法相同，此量程下的精确度分别是0.1 V和0.1 A，读到0.1的下一位，即读到小数点后面两位． (2)对于0～15 V量程的电压表，精确度是0.5 V，在读数时只要求读到小数点后面一位，即读到0.1 V. (3)对于0～0.6 A量程的电流表，精确度是0.02 A，在读数时只要求读到小数点后面两位，这时要求“半格估读”，即读到最小刻度的一半0.01 A. 四、实验：导体电阻率的测量 一、实验思路 设计实验电路，如图，取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝)，由R＝ρ得：ρ＝(用R、S、l表示)＝(用R、d、l表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率． 二、物理量的测量 1．电阻的测量 根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R. 2．电阻丝有效长度的测量 用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l.反复测量多次，得到有效长度的平均值． 3．电阻丝直径的测量 电阻丝比较细，所以我们选取螺旋测微器来测量电阻丝的直径d.在不同位置测量三次，根据S＝πd2计算出电阻丝的横截面积S. 三、数据分析 1．数据处理 (1)公式法求电阻：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值． (2)图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的斜率求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑． (3)计算出导体的电阻率：将三个测量值代入公式ρ＝＝即可求电阻丝的电阻率． 2．误差分析 (1)电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大． (2)电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确． (3)采用电流表外接法测量电阻丝的电阻，使测量值比真实值小. 第二部分 针对训练 1.读出图中游标卡尺和螺旋测微器的读数，游标卡尺的读数为______ mm；螺旋测微器的读数为________ mm. 2．某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图甲、乙所示．由图可读出D＝______________ mm，d＝____________ mm. 　 3．某实验小组在做“测定金属的电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是________ mm、________ A、________ V. 4.在“测定金属丝的电阻率”的实验中： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图甲所示，则该金属丝直径的测量值d＝ ____ mm. 　 (2)按如图乙所示的电路图测量金属丝的电阻Rx(阻值约为15 Ω)．实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材： 电压表V(量程0～3 V)； 电流表A1(量程0～200 mA)； 电流表A2(量程0～3 A)； 滑动变阻器R1(0～50 Ω)； 滑动变阻器R2(0～2 000 Ω)； 电源E(3 V)． 为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选____，滑动变阻器应选________．(填器材的名称符号) (3)请根据如图乙所示电路图，用笔画线代替导线将图中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小． (4)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________.(用题目所给字母和通用数学符号表示) 5.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下： (1)螺旋测微器如图所示．在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触，再旋动____(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏． (2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径． (3)如图甲中Rx为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置． (4)为测量Rx，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像如图11所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表： U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根据表中的数据，在图中方格纸上作出U2－I2图像． (5)由此，可求得电阻丝的阻值Rx＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率． 6.在测定金属丝的电阻率的实验中，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3 V，内阻约3 kΩ)； 电流表：A1(量程0.6 A，内阻约0.2 Ω)； A2(量程3 A，内阻约0.05 Ω)； 电源：E1(电源电压为3 V)； E2(电源电压为12 V)； 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式接法，为使测量尽量精确，电流表应选__________，电源应选________(均填器材代号)，在虚线框中画出电路原理图。 7.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，作出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示． (1)金属丝的有效长度L为________ cm，直径D为________ mm，电阻R为________ Ω. (2)将测得的数据代入公式ρ＝________，即可求出金属丝的电阻率．[用第(1)问给出的字母表示] 学科网（北京）股份有限公司 $