《高中物理第二章恒定电流2.12实验测定金属的电阻率课后提升作业新人教选修3_1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第二章恒定电流2.12实验测定金属的电阻率课后提升作业新人教选修3_1（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.12 实验 测定金属的电阻率课后提升作业1.一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度，得到的结果如图所示，游标卡尺示数为_cm，螺旋测微器示数为_cm。【解析】游标卡尺的主尺读数为10 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标尺读数为0.0510 mm=0.50 mm，所以最终读数为主尺读数+游标尺读数=10 mm+0.50 mm=10.50 mm=1.050 cm；螺旋测微器的固定刻度读数为10 mm，可动刻度读数为0.0144.6 mm=0.446 mm，所以最终读数为固定刻度读数+可动刻度读数=10 mm+0.446 mm=10.446 mm=1.044 6
2、 cm。答案：1.0501.044 6(1.044 31.044 8)2.某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3k的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1的电流表。采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5。(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_(选填“a”或“b”)、导线连接_(选填“c”或“d”)。(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为_。U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，
3、R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选_(填选项)。A.连接a，连接cB.连接a，连接dC.连接b，连接cD.连接b，连接d【解析】(1)内阻约为3k的电压表大约是待测电阻的600倍，待测电阻阻值约为0.1的电流表的50倍，通过比较可知待测电阻是小电阻，所以采用外接法，导线连接a点，题目要求采用分压电路接线，导线连接d点。(2)根据给定的数据画出如图的U-I图象，通过图象得R2=4.5(3)如图R1的沿电流方向的长度是R2长度的10倍，R1的横截面积是R2横截面积的10倍，由电阻定律R=可知导体R1和R2的电阻相同，则最优的连线应选B。答案：(1)ad(2)4.5(3)B3.在“
4、测定金属的电阻率”的实验中，被测金属丝的电阻大约为6，先用刻度尺测出金属丝的长度l及金属丝直径d，接着用伏安法测出金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，计算出它的电阻，再根据电阻公式计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：直流电源E：电动势约4.5 V，内阻很小；电流表A1：量程00.6 A，内阻为0.125；电流表A2：量程03 A，内阻为0.025；电压表V1：量程03 V，内阻为3 k；电压表V2：量程015 V，内阻为15 k；滑动变阻器R1：最大阻值10，允许通过的最大电流为0.2 A；滑动变阻器R2：最大阻值20，允许通
5、过的最大电流为1.0 A；开关、导线等。要求有较高的测量精度，并能测得多组数据。(1)在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_，应选用的电压表是_，应该选用的滑动变阻器是_。(2)根据所选的器材，在如图所示虚线框中画出实验电路图。(3)写出用测得的物理量表示的计算电阻率的表达式(用字母表示)：=_。【解析】(1)电源电动势约为4.5 V，实验用的金属丝电阻约为6，干路中的最大电流大约为0.75 A，故电流表选A1，电压表选V1，滑动变阻器R1的最大允许电流0.2 A太小，影响测量的范围，所以滑动变阻器选R2。(2)待测电阻较小，电流表采用外接法，要求能测得多组数据，故滑动变阻器应采用分压式接法
6、，电路图如图所示：(3)由R=及R=，又S=d24，得答案：(1)A1V1R2(2)见解析图(3)4.(2018潍坊高二检测)测量一个长约5cm、电阻R1约为30、横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率，所用器材如下：游标卡尺(20分度)；螺旋测微器；直流电源E(电动势为18V，内阻可忽略不计)；标准电流表A1(量程1.5A，内阻r1=6)；电流表A2(量程2A，内阻r2约为5)；滑动变阻器R2(最大阻值10)；开关S，导线若干。(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如图乙所示，读数D=_mm。(2)请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图
7、，要求获得较多的实验数据。(3)若某次测量中两电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，则由已知量和测量量计算电阻率的表达式为=_。【解析】(1)游标卡尺为20分度，则长度的读数L=(50+50.05)mm=50.25mm=5.025cm；由螺旋测微器测得材料的直径D=(2+15.00.01)mm=2.150mm。(2)实验器材中没有电压表，但电流表A1的内阻已知，读出通过电流表的电流可以得到其两端的电压，因此A1可当成电压表使用，与R1并联；流经R1的电流即为A2的读数减去A1的读数；为了获得更多的实验数据，滑动变阻器应采用分压式接法。电路图如图所示。(3)由电阻计算公式R=，得=R1，由(2
8、)分析易得R1=r1I1I2-I1，又S=D24，带入得=D2I1r14L(I2-I1)。答案：(1)5.0252.150(2)图见解析(3)D2I1r14L(I2-I1)5.(2018武汉高二检测)某同学想要了解导线在质量相同时，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/121.050.023.910.03.1导线直径d/mm0.8010.9991.2011.4941.998导线横截面积S/mm20.5040.7841.1331.7533.1
9、35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=5.110-7m，则表中阻值为3.1的导线长度l=_m(结果保留两位有效数字)。【解析】(1)由图可知，导线直径d=1mm+20.00.01mm=1.200mm。(2)由表中数据分析发现RS2=常量，所以R与S不满足反比关系。(3)R=，则l=，查表知R=3.1时S=3.135mm2，把数据代入上式解得l=19m。答案：(1)1.200(2)不满足R与S2成反比(或RS2=常量)(3)196.某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中。(
10、1)下列操作正确的是_。A.用刻度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的三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C.通电时间不宜过长，电流不能过大，以免金属丝明显升温，造成其电阻率变化D.开关闭合前应让滑动变阻器接入电路的阻值最小，以使电流表、电压表偏转明显(2)实验小组在正确操作中获得电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是_A，_V。(3)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约20k，电源为干电池(不宜在长时间、大功率情况下使用)，电源电动势E=4.5V，内阻较小，则以下电路图中，_(选
11、填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路，测量出的金属丝电阻仍然会比真实值偏_(选填“大”或“小”)。(4)若已知实验所用的电流表内阻的准确值为RA，那么测量金属丝Rx电阻的最佳电路应是上图中的_(选填字母代号)电路，此时测得电流表示数为I、电压表示数为U，则金属丝的电阻Rx=_(用题中字母代号表示)。【解析】(1)应测量三次金属丝连入电路的有效长度，而不是全长，故A错误；为了减小实验误差，应用螺旋测微器在金属丝的三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，故B正确；金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，故不能长时间通电，也不能使电流过大，故C正确；为了保护电路
12、，开关闭合前应让滑动变阻器接入电路的阻值最大，且使电流表、电压表示数由小到大变化，故D错误。(2)电流表接00.6A的量程，所以读数为0.42A，电压表接03V的量程，所以读数为2.22V。(3)由(2)中电表读数可以估测出金属丝电阻约为=5.3，与电流表内阻比较接近，属于小电阻，所以应采用电流表外接法测量，A电路最佳，选用A电路后，电压是金属丝电阻的真实电压，但电流是通过金属丝电阻和电压表的总电流，所以测出的金属丝电阻偏小。(4)知道电流表内阻的阻值，选用B电路测量最佳，因为电流表的读数乘电流表的内阻，就是电流表分担的电压，电压表读数减去电流表分担的电压，就是金属丝电阻的准确电压，此时流过金属丝电阻的电流也是真实电流，这样就能较准确地测出金属丝的阻值，此时金属丝的电阻Rx=-RA。答案：(1)B、C(2)0.422.22(2.212.23)(3)A小(4)B-RA7
