11.3实验:测量金属丝的电阻率 同步练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-10-26
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11.3 实验:导体电阻率的测量 · 习题
人教版高二物理上册必修第三册 第十一章 电路及其应用 11.3 实验:导体电阻率的测量 · 学生版
知识点范围 1.螺旋测微器与游标卡尺的读数
2.伏安法测电阻 3.导体电阻率的测量与计算
班级________ 姓名________ 学号________ 得分________
全卷共 20 题 基础过关 14 题 能力提升 6 题 满分 100 分 建议用时 90 分钟
一、基础过关题(70分)
本题组共14小题,其中选择题和填空题每小题4分、实验题每小题6分,共70分。考查螺旋测微器与游标卡尺的读数、伏安法内外接的判断和电阻率的基本计算,多数题一步到两步即可得出结果。
1.用如图所示的螺旋测微器测量金属丝的直径。下列说法正确的是( )
A.使用螺旋测微器测量可准确到
B.旋转旋钮B一周,螺杆A沿轴线方向前进或后退
C.旋转旋钮B,直到螺杆A拧紧金属丝时可以读数
D.至少测量三次,平均值可作为金属丝的直径
2.如图所示,用10分度的游标卡尺测量一根金属导体的长度,则其长度为( )
A.4.5 mm B.40.5 mm C.41.5 mm D.41.50 mm
3.如图甲乙所示,用螺旋测微器测量合金丝的直径时,螺旋测微器上三个部件①、②、③使用的先后顺序及该合金丝的直径为( )
A.①③②① B.①②③① C.0.38mm D.0.420mm
4.某学生小组在测量某种长为 30cm金属丝的电阻率实验时,两电表的示数分别如图所示(电压表量程0~3V, 电流表量程0~0.6A),用螺旋测微器测得金属丝的直径如图,下列说法正确的是( )
A.加在金属丝两端电压为1.20V
B.流过金属丝的电流为0.5A
C.该金属丝电阻阻值为 35Ω
D.该金属丝直径为 1.605mm
5.用伏安法测电阻的阻值约为10欧,已知电流表的内阻约为0.1欧,电压表的内阻约为10千欧,则应采用_____________(选填“内接法”或“外接法”),测量值_____________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
6.某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径时,测量结果如图所示,可知金属丝的直径D=________mm。
7.(1)用游标卡尺测量一根金属丝的长度,由图甲可知其长度为________mm;
(2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示,该金属导线的直径为________mm;
8.某物理兴趣小组要精密测量一金属丝的电阻率。
(1)如图所示,螺旋测微器的读数________mm,游标卡尺的读数是________mm。
(2)若通过多次测量得到的电阻的伏安特性曲线(纵坐标I—横坐标U)为过原点的直线,其直线的斜率为k,由d表示电阻丝的直径,L表示电阻丝的长度,其电阻率的表达式为________。(用题中字母符号表示)
9.某实验小组用游标卡尺和螺旋测微器测量某圆柱体金属丝的长度和直径,从而测定该金属丝的电阻率。如下:
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示,由图读得圆柱体的直径为________mm,长度为________mm。
(2)实验中若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为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________。
10.在“金属丝电阻率测量”的实验中:
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径______________。如图乙所示,用20分度游标卡尺测得金属丝的长度______________。
(2)用伏安法测量金属丝的电阻(阻值约为),实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电流表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约);
滑动变阻器;
电源E(电动势为,内阻不计)。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选______________,电压表应选______________。
(3)若通过测量可知,金属丝接入电路的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率______________。(用题目所给字母表示)
11.某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为________mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为________cm;
12.某同学想用伏安法测量阻值约为5Ω的均匀金属圆柱体的电阻率。实验室中供选择的器材如下:
A.直流电源(输出电压恒为3V);
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为3kΩ);
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω);
E.螺旋测微器、游标卡尺、开关、导线等。
(1)用游标卡尺、螺旋测微器分别测圆柱体的长度L、直径d,测量结果分别如图甲、乙所示,则__________,__________。
(2)若实验测得圆柱体的电阻为R,则该圆柱体的电阻率为__________(用、d、L、R表示)。
13.在“测定导体的电阻率”实验中,待测导体为粗细均匀,横截面为圆形的柱体。除待测导体外所用器材如下:
A.电池组(电动势为6V,内阻约为2Ω);
B.电流表(内阻约为0.1Ω);
C.电压表(内阻约为2kΩ);
D.滑动变阻器R(0~5Ω,允许通过的最大电流为2A);
E.毫米刻度尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。
(1)用多用电表粗略测量导体的电阻,其阻值约为20Ω;
(2)用毫米刻度尺测得导体的长度为40.00cm,用螺旋测微器测量导体横截面的直径,测量结果如图乙所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值)。
(3)用伏安法测量导体的阻值Rx,要求电流表读数能从0开始连续变化,应采用的电路图为___________。
A. B.
C. D.
(4)上题选择的实验电路图中造成系统误差的主要原因是___________(选填“电压表分流”或者“电流表分压”)
(5)根据测得的量求导体电阻率_______。
14.在测定金属的电阻率的实验中,某同学分别用螺旋测微器和游标卡尺两种工具测量金属丝的直径,如图甲、乙所示。
已知金属丝的电阻约为,现准备用实验进一步测定,供选择的器材如下:
直流电源:电动势,内阻可不计;
电流表:量程,内阻约为
电流表:量程,内阻约为;
电压表:量程,内阻约;
滑动变阻器:最大阻值;
滑动变阻器:最大阻值;
开关、导线等。
(1)从甲中读出金属丝的直径为___________;从乙中读出金属丝的直径为___________;
(2)在所给的可供选择的器材中,应选的电流表是___________,应选的滑动变阻器是___________;(填写仪器的字母代号)
(3)用待测金属丝的电阻、长度以及直径表示金属丝的电阻率___________。
二、能力提升题(30分)
本题组共6小题,其中选择题和填空题每小题4分、实验题每小题6分,共30分。需要先分析电路结构或图像,再结合误差来源推理,个别小问要写出完整表达式。
15.某同学用伏安法测一个未知电阻,用甲、乙图所示的电路各测试一次,依图甲测得的数据是,,依图乙测得数据是,,下列说法正确的是( )
A.用甲电路测量的误差小些,真实值应小于
B.用甲电路测量的误差小些,真实值应大于
C.用乙电路测量的误差小些,真实值应小于
D.甲电路的电流和乙电路的电压都是准确值,但电阻的真实值并不是
16.数据记录在实验中至关重要。下列关于各仪器记录的数据正确的是( )
A.图1中,游标卡尺的读数为
B.图2中,螺旋测微器的读数为
C.图3中,按照图示接法,读数为
D.图4中,若选用的是量程,则读数为
17.某同学在某次使用20分度的游标卡尺时看错了分度,读出来的错误读数为6.18mm,则该尺的主尺刻线上有一条与游标卡尺某刻线是对齐的,对齐主尺刻线的读数为___________mm。下图游标卡尺读数为___________mm,螺旋测微器读数为___________mm。
18.某学习小组想用实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电阻率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注水前,应用如图甲所示游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)部位测玻璃管内径,其示数如图乙所示,则该玻璃管的内径d=________ mm。
19.实验室需要确定某种合金丝的电阻率,实验小组截取了一段该合金丝进行测量。
实验器材有:
待测合金丝:阻值约5 Ω,长度约1 m
电源:电压为3 V
双量程电流表:0~0.6 A(内阻约0.5 Ω),0~3 A(内阻约0.1 Ω)
电压表:内阻约3 kΩ,量程0~3 V
滑动变阻器R:阻值0~10 Ω
螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径,测量结果如图1所示,则测量值d=________mm,用毫米刻度尺测得合金丝接入电路部分的长度为l=1000.0 mm。
(2)电流表应选用的量程为_________(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”)。
(3)电路中电流表、电压表的连接方式应选用图_________(选填“2”或“3”)。
(4)实验过程中,通过调节滑动变阻器触头的位置,记录下电压表、电流表读数,获得多组U、I数据,然后用图像法处理数据:以U为纵轴、I为横轴,根据多组U、I数据在坐标系中描点,把这些点拟合为一条直线,得到的U-I图像如图4所示,由图像可得被测合金丝的测量值Rx=_________Ω(保留2位有效数字)。
(5)该合金丝的电阻率ρ=_________(用Rx、d、l表示);根据实验数据,电阻率的测量值为ρ=_________Ω·m(保留2位有效数字)。
20.某小组同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率,实验操作如下:
(1)实验时,用螺旋测微器测量电阻丝的直径时,当测微螺杆快接近电阻丝时,再旋转如图甲所示的________(填结构名称前面的字母代号),直到听见“喀喀”的声音为止;
(2)如图乙所示,测得该电阻丝的直径________mm;
(3)按图丙连接测量电路,为了调节方便、测量准确,实验中滑动变阻器应选择________(选填“①”或“②”),可供选择的滑动变阻器有:①滑动变阻器()、②滑动变阻器();
(4)将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关,移动滑片,测出电阻丝长度,读出对应的电压表、电流表读数、,求出电阻,数据如下表,小组中的小赵同学根据数据,在方格纸上作出图像。如图丁所示:
/Ω
10.0
17.9
26.1
34.0
41.9
/m
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
发现图像是一条倾斜直线,斜率为.该电阻丝电阻率________(用和表示);
(5)小组中的小钱同学注意到测电阻的电路图采用了电流表内接法,在误差分析时,他认为由于电流表分压,导致电阻丝的电阻测量值偏大,从而使得该电阻丝电阻率的测量值偏大.你是否同意该同学的观点?________(选填“同意”或“不同意”),并简要说明理由________________________________________。
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11.3 实验:导体电阻率的测量 · 习题
人教版高二物理上册必修第三册 第十一章 电路及其应用 11.3 实验:导体电阻率的测量 · 解析版
知识点范围 1.螺旋测微器与游标卡尺的读数
2.伏安法测电阻 3.导体电阻率的测量与计算
班级________ 姓名________ 学号________ 得分________
全卷共 20 题 基础过关 14 题 能力提升 6 题 满分 100 分 建议用时 90 分钟
一、基础过关题(70分)
本题组共14小题,其中选择题和填空题每小题4分、实验题每小题6分,共70分。考查螺旋测微器与游标卡尺的读数、伏安法内外接的判断和电阻率的基本计算,多数题一步到两步即可得出结果。
1.用如图所示的螺旋测微器测量金属丝的直径。下列说法正确的是( )
A.使用螺旋测微器测量可准确到
B.旋转旋钮B一周,螺杆A沿轴线方向前进或后退
C.旋转旋钮B,直到螺杆A拧紧金属丝时可以读数
D.至少测量三次,平均值可作为金属丝的直径
【答案】D
【详解】A.使用螺旋测微器测量可准确到,A错误;
B.旋转旋钮B一周,螺杆A沿轴线方向前进或后退,B错误;
C.旋转旋钮B,当测微螺杆A靠近金属丝时,改用旋转B后面的微调旋钮,直到听到“喀喀”的声音停止旋转,然后再读数,C错误;
D.为减小误差,则至少测量三次,平均值可作为金属丝的直径,D正确。
故选D。
2.如图所示,用10分度的游标卡尺测量一根金属导体的长度,则其长度为( )
A.4.5 mm B.40.5 mm C.41.5 mm D.41.50 mm
【答案】C
【详解】游标卡尺精度为0.1mm,读数为41mm+0.1mm×5=41.5mm。
故选C。
3.如图甲乙所示,用螺旋测微器测量合金丝的直径时,螺旋测微器上三个部件①、②、③使用的先后顺序及该合金丝的直径为( )
A.①③②① B.①②③① C.0.38mm D.0.420mm
【答案】B
【详解】AB.用螺旋测微器测金属丝直径时,把待测金属丝放在测微螺杆与测砧之间,然后调节旋钮②,当金属丝与测微螺杆,测砧接触时停止调节旋钮,然后调节微调旋钮③;防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧固定螺钉①,然后再读数,故B正确,A错误;
CD.该合金丝的直径为,故CD均错误。
故选B。
4.某学生小组在测量某种长为 30cm金属丝的电阻率实验时,两电表的示数分别如图所示(电压表量程0~3V, 电流表量程0~0.6A),用螺旋测微器测得金属丝的直径如图,下列说法正确的是( )
A.加在金属丝两端电压为1.20V
B.流过金属丝的电流为0.5A
C.该金属丝电阻阻值为 35Ω
D.该金属丝直径为 1.605mm
【答案】AD
【详解】A.由题知,电压表量程0~3V,加在金属丝两端电压为,故A正确;
B.由题知,电流表量程0~0.6A,流过金属丝的电流为0.50A,故B错误;
C.该金属丝电阻阻值为,故C 错误;
D.该金属丝直径为,故D正确。
故选AD。
5.用伏安法测电阻的阻值约为10欧,已知电流表的内阻约为0.1欧,电压表的内阻约为10千欧,则应采用_____________(选填“内接法”或“外接法”),测量值_____________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】 外接法 小于
【详解】[1]在伏安法测电阻实验中,待测电阻远小于电压表内阻,更接近于电流表内阻,电流表内阻影响更大,所以应采用电流表外接法。
[2]在电流表外接法中,由于电压表的分流作用,使得电流表测量的电流值大于待测电阻实际电流,导致测量的电阻值小于真实值。
6.某同学用螺旋测微器测量金属丝的直径时,测量结果如图所示,可知金属丝的直径D=________mm。
【答案】0.830
【详解】螺旋测微器的固定刻度为0.5mm,可动刻度为33.0×0.01mm=0.330mm,所以最终读数为:0.5mm+0.330mm=0.830mm
7.(1)用游标卡尺测量一根金属丝的长度,由图甲可知其长度为________mm;
(2)用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示,该金属导线的直径为________mm;
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)游标卡尺读数=主尺整毫米读数+对齐格数×精度,20分度游标卡尺的精度为,金属丝的长度为
(2)螺旋测微器读数=固定刻度读数+可动对齐格数×精度,螺旋测微器精度为,固定刻度的半毫米线已经露出,固定读数为,可动刻度对齐约38.0格,因此该金属导线的直径为
8.某物理兴趣小组要精密测量一金属丝的电阻率。
(1)如图所示,螺旋测微器的读数________mm,游标卡尺的读数是________mm。
(2)若通过多次测量得到的电阻的伏安特性曲线(纵坐标I—横坐标U)为过原点的直线,其直线的斜率为k,由d表示电阻丝的直径,L表示电阻丝的长度,其电阻率的表达式为________。(用题中字母符号表示)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)[1]由图可知,螺旋测微器的读数为
[2]由图可知,游标卡尺的读数为
(2)根据图像斜率的倒数表示电阻可知,待测电阻阻值为
由电阻定律有
又有
联立可得电阻率的表达式为
9.某实验小组用游标卡尺和螺旋测微器测量某圆柱体金属丝的长度和直径,从而测定该金属丝的电阻率。如下:
(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示,由图读得圆柱体的直径为________mm,长度为________mm。
(2)实验中若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端的电压为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________。
【答案】(1) 0.952(0.950~0.953范围内均可) 12.60
(2)
【详解】(1)[1] 螺旋测微器固定刻度露出,可动刻度读数为
得圆柱体的直径为(0.950~0.953范围内均可);
[2] 20分度游标卡尺精度为,主尺读数为,游标尺上第12格与主尺对齐,游标尺的读数为
圆柱体金属丝的长度为。
(2)由欧姆定律得
由电阻定律得
横截面积
联立解得。
10.在“金属丝电阻率测量”的实验中:
(1)如图甲所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径______________。如图乙所示,用20分度游标卡尺测得金属丝的长度______________。
(2)用伏安法测量金属丝的电阻(阻值约为),实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
电流表(量程,内阻约);
电流表(量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约);
电压表(量程,内阻约);
滑动变阻器;
电源E(电动势为,内阻不计)。
为了调节方便,测量准确,实验中电流表应选______________,电压表应选______________。
(3)若通过测量可知,金属丝接入电路的长度为l,直径为d,通过金属丝的电流为I,金属丝两端的电压为U,由此可计算得出金属丝的电阻率______________。(用题目所给字母表示)
【答案】(1) 2.148/2.149/2.150/2.151/2.152
(2)
(3)
【详解】(1)[1]螺旋测微器固定刻度露出的读数为,基准线与可动刻度的第15条刻线对齐,可动刻度估读为15.0,分度值为,故金属丝直径为
[2]图乙中,游标零刻线位于主尺的与刻线之间,主尺读数为;20分度游标卡尺的分度值为,游标第6条刻线与主尺刻线对齐,故金属丝长度为
(2)[1]电流表应在不超量程的前提下选用较小量程。由欧姆定律,忽略电表内阻的影响,可估算金属丝中的最大电流为
因此选用量程为的电流表。
[2]金属丝两端的电压不超过电源电动势,即
因此选用量程为的电压表。
(3)由欧姆定律,金属丝的电阻为
金属丝横截面为圆形,横截面积为
由电阻定律,联立以上关系得金属丝的电阻率为
11.某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示,由图可知其直径为________mm;如图乙所示,用游标卡尺测其长度为________cm;
【答案】 1.850 4.250
【详解】[1] 固定刻度露出的整毫米与半毫米刻度总和为1.5 mm,可动刻度35.0格与水平线对齐,因此总读数为: 。
[2]主尺上游标0刻度线左侧最近的主尺刻度为42 mm,游标第10条刻度线与主尺刻度对齐,因此总读数为: 。
【点睛】
12.某同学想用伏安法测量阻值约为5Ω的均匀金属圆柱体的电阻率。实验室中供选择的器材如下:
A.直流电源(输出电压恒为3V);
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.1Ω);
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为3kΩ);
D.滑动变阻器(最大阻值为10Ω);
E.螺旋测微器、游标卡尺、开关、导线等。
(1)用游标卡尺、螺旋测微器分别测圆柱体的长度L、直径d,测量结果分别如图甲、乙所示,则__________,__________。
(2)若实验测得圆柱体的电阻为R,则该圆柱体的电阻率为__________(用、d、L、R表示)。
【答案】(1) 5.3 2.129/2.130/2.131
(2)
【详解】(1)[1]圆柱体的长度
[2]直径(合理误差范围内2.129mm~2.131mm均可)
(2)由及
解得
13.在“测定导体的电阻率”实验中,待测导体为粗细均匀,横截面为圆形的柱体。除待测导体外所用器材如下:
A.电池组(电动势为6V,内阻约为2Ω);
B.电流表(内阻约为0.1Ω);
C.电压表(内阻约为2kΩ);
D.滑动变阻器R(0~5Ω,允许通过的最大电流为2A);
E.毫米刻度尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。
(1)用多用电表粗略测量导体的电阻,其阻值约为20Ω;
(2)用毫米刻度尺测得导体的长度为40.00cm,用螺旋测微器测量导体横截面的直径,测量结果如图乙所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值)。
(3)用伏安法测量导体的阻值Rx,要求电流表读数能从0开始连续变化,应采用的电路图为___________。
A. B.
C. D.
(4)上题选择的实验电路图中造成系统误差的主要原因是___________(选填“电压表分流”或者“电流表分压”)
(5)根据测得的量求导体电阻率_______。
【答案】 0.896/0.895/0.897 A 电流表分压
【详解】(2)[1]螺旋测微器的读数由固定刻度读数和可动刻度读数两部分组成。固定刻度读数为。可动刻度读数为
最后将两部分相加,总读数为
(3)[2]题目要求电流表读数能从0开始连续变化,这意味着滑动变阻器必须采用分压式接法。因为待测电阻。待测电阻属于大电阻,为了减小系统误差,应采用电流表内接法。
故选A。
(4)[3]在第(3)问中选择了图A所示的电路,即电流表内接法。在该电路中,电压表测量的是待测电阻与电流表内阻串联后的总电压,而电流表测量的是通过的真实电流。由于电流表存在内阻,会分担一部分电压,导致电压测量值偏大,从而使得电阻测量值偏大。因此,造成系统误差的主要原因是电流表分压。
(5)[4]根据电阻定律,导体的电阻与长度、横截面积及电阻率的关系为
导体横截面为圆形,直径为,则横截面积
联立上述两式,解得电阻率的表达式为
14.在测定金属的电阻率的实验中,某同学分别用螺旋测微器和游标卡尺两种工具测量金属丝的直径,如图甲、乙所示。
已知金属丝的电阻约为,现准备用实验进一步测定,供选择的器材如下:
直流电源:电动势,内阻可不计;
电流表:量程,内阻约为
电流表:量程,内阻约为;
电压表:量程,内阻约;
滑动变阻器:最大阻值;
滑动变阻器:最大阻值;
开关、导线等。
(1)从甲中读出金属丝的直径为___________;从乙中读出金属丝的直径为___________;
(2)在所给的可供选择的器材中,应选的电流表是___________,应选的滑动变阻器是___________;(填写仪器的字母代号)
(3)用待测金属丝的电阻、长度以及直径表示金属丝的电阻率___________。
【答案】(1) //
(2)
(3)
【详解】(1)[1]螺旋测微器读数等于固定刻度读数加可动刻度读数,固定刻度每一小格代表,可动刻度一格代表
由图甲所示,读数为
[2]游标卡尺读数等于主尺读数加游标读数,图乙所示游标为分度,精度
由图乙所示,读数为
(2)[1]因电压表量程为,故金属丝两端最大电压为,最大电流约为,为减小读数误差,电流表应选量程的
[2]滑动变阻器用于限流,应选择阻值较小的便于调节。
(3)由电阻定律,其中横截面积
解得
二、能力提升题(30分)
本题组共6小题,其中选择题和填空题每小题4分、实验题每小题6分,共30分。需要先分析电路结构或图像,再结合误差来源推理,个别小问要写出完整表达式。
15.某同学用伏安法测一个未知电阻,用甲、乙图所示的电路各测试一次,依图甲测得的数据是,,依图乙测得数据是,,下列说法正确的是( )
A.用甲电路测量的误差小些,真实值应小于
B.用甲电路测量的误差小些,真实值应大于
C.用乙电路测量的误差小些,真实值应小于
D.甲电路的电流和乙电路的电压都是准确值,但电阻的真实值并不是
【答案】A
【详解】AB.甲图为电流表内接法,电流表测量值准确,电压表测量的是与电流表串联后的总电压,电压测量值偏大,电阻测量值偏大,所以真实值应小于测量值。两次测量中,电压变化率为,电流变化率为,电流变化更显著,说明乙图外接法中电压表分流作用明显,误差较大,因此甲电路测量误差较小,故A正确,B错误;
C.乙图为电流表外接法,电压表测量值准确,电流表测量的是通过和电压表的总电流,电流测量值偏大,电阻测量值偏小,所以真实值应大于测量值;且电流变化显著,说明乙电路误差较大,故C错误;
D.甲电路的电流是流过的真实电流,是准确值;乙电路的电压是两端的真实电压,是准确值;但由两次测量只能确定真实值范围,恰好在此范围内,不能排除真实值就是的可能性,故D错误。
故选A。
16.数据记录在实验中至关重要。下列关于各仪器记录的数据正确的是( )
A.图1中,游标卡尺的读数为
B.图2中,螺旋测微器的读数为
C.图3中,按照图示接法,读数为
D.图4中,若选用的是量程,则读数为
【答案】AC
【详解】A.图1为10分度游标卡尺,主尺读数为,游标第5条线与主尺刻线对齐,游标精度为,所以读数为,故A正确;
B.图2为螺旋测微器,固定刻度已露出,可动刻度读数为格,所以读数为,故B错误;
C.图3中接线柱选用“”和“”,应按量程读数,每小格为,指针在后第2小格,读数为,故C正确;
D.图4若选用量程,每小格为,指针在后第5小格,读数应读到分度值下一位,所以读数为,故D错误。
故选AC。
17.某同学在某次使用20分度的游标卡尺时看错了分度,读出来的错误读数为6.18mm,则该尺的主尺刻线上有一条与游标卡尺某刻线是对齐的,对齐主尺刻线的读数为___________mm。下图游标卡尺读数为___________mm,螺旋测微器读数为___________mm。
【答案】 15.0 102.30 0.900
【详解】[1]20分度游标卡尺的精度为,错误读数的小数部分为,说明该同学误按50分度游标卡尺的精度读数,对齐的是游标第条刻线,有
实际读数为,游标每格长度为,因此对齐主尺刻线的读数为
[2]图中游标零刻线位于主尺与之间,游标第条刻线与主尺刻线对齐,根据游标卡尺读数规则有
代入数据解得
[3]螺旋测微器固定刻度读数为,可动刻度读数为40.0,其分度值为,根据读数规则有
代入数据解得
18.某学习小组想用实验测量某种纯净水的电阻进而得出该纯净水的电阻率。在粗细均匀的圆柱形玻璃管中注水前,应用如图甲所示游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)部位测玻璃管内径,其示数如图乙所示,则该玻璃管的内径d=________ mm。
【答案】 B
【详解】[1]测量玻璃管内径应选用内测量爪,即图甲中的B部位。
[2]图乙为50分度游标卡尺,精度为,主尺读数为,游标尺第25条刻线与主尺刻线对齐,游标读数为,则玻璃管内径
19.实验室需要确定某种合金丝的电阻率,实验小组截取了一段该合金丝进行测量。
实验器材有:
待测合金丝:阻值约5 Ω,长度约1 m
电源:电压为3 V
双量程电流表:0~0.6 A(内阻约0.5 Ω),0~3 A(内阻约0.1 Ω)
电压表:内阻约3 kΩ,量程0~3 V
滑动变阻器R:阻值0~10 Ω
螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径,测量结果如图1所示,则测量值d=________mm,用毫米刻度尺测得合金丝接入电路部分的长度为l=1000.0 mm。
(2)电流表应选用的量程为_________(选填“0~0.6 A”或“0~3 A”)。
(3)电路中电流表、电压表的连接方式应选用图_________(选填“2”或“3”)。
(4)实验过程中,通过调节滑动变阻器触头的位置,记录下电压表、电流表读数,获得多组U、I数据,然后用图像法处理数据:以U为纵轴、I为横轴,根据多组U、I数据在坐标系中描点,把这些点拟合为一条直线,得到的U-I图像如图4所示,由图像可得被测合金丝的测量值Rx=_________Ω(保留2位有效数字)。
(5)该合金丝的电阻率ρ=_________(用Rx、d、l表示);根据实验数据,电阻率的测量值为ρ=_________Ω·m(保留2位有效数字)。
【答案】(1)0.998/0.999/1.000/1.001/1.002
(2)
(3)2
(4)5.1
(5)
【详解】(1)螺旋测微器的固定刻度读数为,可动刻度的0刻线与基准线重合,因此合金丝直径为
(2)合金丝两端电压不会超过电源电压,由欧姆定律,估算电流上限为
考虑电流表和滑动变阻器的分压,实际电流小于,为提高测量精度,应选用量程。
(3)图2中,电压表只测量合金丝两端的电压,电流表同时测量合金丝和电压表的电流;电压表内阻约为,远大于合金丝电阻,分流造成的误差很小。图3中,电压表还测量电流表两端的电压,而所选电流表内阻约为,会给约的电阻测量带来较大误差。
故选图2。
(4)图4以为横轴、为纵轴。忽略电压表分流的微小影响,由欧姆定律可知,拟合直线的斜率表示合金丝电阻的测量值。在拟合直线上取相距较远的两点,坐标约为和,其中横、纵坐标单位分别为和,由斜率得
(5)[1]由电阻定律,合金丝的横截面积为
联立得
[2]由第(1)、(4)问得,,合金丝长度为,代入上式得
20.某小组同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率,实验操作如下:
(1)实验时,用螺旋测微器测量电阻丝的直径时,当测微螺杆快接近电阻丝时,再旋转如图甲所示的________(填结构名称前面的字母代号),直到听见“喀喀”的声音为止;
(2)如图乙所示,测得该电阻丝的直径________mm;
(3)按图丙连接测量电路,为了调节方便、测量准确,实验中滑动变阻器应选择________(选填“①”或“②”),可供选择的滑动变阻器有:①滑动变阻器()、②滑动变阻器();
(4)将滑动变阻器的滑片移至最右端,闭合开关,移动滑片,测出电阻丝长度,读出对应的电压表、电流表读数、,求出电阻,数据如下表,小组中的小赵同学根据数据,在方格纸上作出图像。如图丁所示:
/Ω
10.0
17.9
26.1
34.0
41.9
/m
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
发现图像是一条倾斜直线,斜率为.该电阻丝电阻率________(用和表示);
(5)小组中的小钱同学注意到测电阻的电路图采用了电流表内接法,在误差分析时,他认为由于电流表分压,导致电阻丝的电阻测量值偏大,从而使得该电阻丝电阻率的测量值偏大.你是否同意该同学的观点?________(选填“同意”或“不同意”),并简要说明理由________________________________________。
【答案】(1)H
(2)0.850/0.849/0.851
(3)①
(4)
(5) 不同意 ,可见电阻率的测量值取决于图像的斜率,与无关,没有系统误差
【详解】(1)当测微螺杆快靠近测砧时,要停止使用旋钮D,改用微调旋钮H,听到“喀喀”声时停止。
(2)由图乙可知
读数为0.849mm或0.851mm也正确。
(3)图丙测量电路中的滑动变阻器连接方式为限流式,且电阻丝阻值不大,题中的数据显示大约是几十欧,为了调节方便、测量准确,实验中应选择与电阻丝阻值接近的调节范围为的滑动变阻器,所以应选择①。
(4)根据题意可知,测量值
结合图像可知斜率
则该电阻丝的电阻率为
(5)[1][2]不同意,若考虑电流表内阻,则
而电阻率的测量值取决于图像的斜率,与无关,所以没有系统误差。
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