2022-2023學(xué)年人教版必修第三冊(cè) 11.3 實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量 作業(yè)

11.3《實(shí)驗(yàn):導(dǎo)體電阻率的測(cè)量》練習(xí)題一、選擇題1.(多選)在測(cè)金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)中,下列說法正確的是()A.用螺旋測(cè)微器在金屬絲的三個(gè)不同位置各測(cè)量一次直徑,算出其平均值B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,取得多組U和I的值,然后求出平均電阻RC.金屬絲電阻一般較小,電流表應(yīng)采用內(nèi)接法D.實(shí)驗(yàn)中盡量選用較粗的金屬絲2.某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻時(shí),分別采用了電流表內(nèi)接法和外接法,測(cè)得的某電阻Rx的阻值分別為R1和R2,則所測(cè)阻值與真實(shí)值Rx之間的關(guān)系為()A.R1>Rx>R2 B.R1<Rx<R2C.R1>R2>Rx D.R1<R2<Rx3.用伏安法測(cè)電阻的電路有兩種連接方式,現(xiàn)測(cè)量阻值約為10Ω的電阻,使用的電流表內(nèi)阻約為100Ω,使用的電壓表內(nèi)阻約為10kΩ.關(guān)于測(cè)量電路的選擇,下列說法正確的是()A.應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測(cè)量,且測(cè)量值大于真實(shí)值B.應(yīng)采用電流表內(nèi)接法測(cè)量,且測(cè)量值小于真實(shí)值C.應(yīng)采用電流表外接法測(cè)量,且測(cè)量值大于真實(shí)值D.應(yīng)采用電流表外接法測(cè)量,且測(cè)量值小于真實(shí)值4.(多選)“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于誤差的下列說法正確的是()A.電流表采用外接法,將會(huì)使ρ測(cè)<ρ真B.電流表采用外接法,由于電壓表的并聯(lián)引起了金屬絲分壓的減小而引起測(cè)量誤差C.由ρ=πd2U4IlD.由ρ=πd2U4Il二、非選擇題5.(1)某游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上共有20個(gè)分度,用它測(cè)量某工件的外徑時(shí),示數(shù)如圖所示,則此工件的外徑是mm.(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某電阻絲的直徑,如圖所示,則此電阻絲的直徑為mm.

6.測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的基本要求,根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題:(1)圖(甲)、(乙)為實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得較為精確的儀器,其中圖(甲)為20分度的游標(biāo)卡尺,圖(乙)為螺旋測(cè)微器,則讀數(shù)分別為mm,mm.

(2)圖(丙)、(丁)分別為電流表和電壓表,電流表接入電路的量程是0～0.6A,電壓表接入電路的量程是0～15V,則兩表的讀數(shù)分別為A,V.

(3)將某電阻箱的旋鈕調(diào)為如圖(戊)所示,則該電阻箱接入電路的阻值為Ω.

7.在做“金屬絲電阻率的測(cè)量”的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要對(duì)金屬絲的電阻進(jìn)行測(cè)量,已知金屬絲的電阻值Rx約為20Ω.一位同學(xué)用伏安法對(duì)這個(gè)電阻的阻值進(jìn)行了比較精確的測(cè)量,這位同學(xué)想使被測(cè)電阻Rx兩端的電壓變化范圍盡可能大.他可選用的器材有:直流電源,電壓為8V;電流表A(量程0～0.6A,內(nèi)阻約為0.50Ω);電壓表V(量程0～10V,內(nèi)阻約為10kΩ);滑動(dòng)變阻器R(最大電阻值為5.0Ω);開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.(1)根據(jù)上述條件,測(cè)量時(shí)電流表應(yīng)采用(選填“外接法”或“內(nèi)接法”).

(2)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.(3)若在上述實(shí)驗(yàn)中,電流表的示數(shù)為I,電壓表的示數(shù)為U,且電流表內(nèi)阻RA與電壓表內(nèi)阻RV均為已知量,用測(cè)量的物理量和電表內(nèi)阻計(jì)算金屬絲電阻的表達(dá)式:Rx=.8.在“金屬絲電阻率的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中,可供選用的器材如下:待測(cè)金屬絲:Rx(阻值約4Ω,額定電流約0.5A)電壓表:V(量程0～3V,內(nèi)阻約3kΩ)電流表:A1(量程0～0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω)A2(量程0～3A,內(nèi)阻約0.05Ω)電源:E1(電壓3V,內(nèi)阻不計(jì))E2(電壓12V,內(nèi)阻不計(jì))滑動(dòng)變阻器:R(最大阻值約20Ω)其他:螺旋測(cè)微器,毫米刻度尺,開關(guān)S,導(dǎo)線若干.(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為mm.

(2)若滑動(dòng)變阻器采用限流式接法,電流表應(yīng)選,電源應(yīng)選(均填器材代號(hào)),畫出電路的原理圖.

9.在“金屬絲電阻率的測(cè)量”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度,測(cè)量3次,求出其平均值L,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,選不同的位置測(cè)量3次,求出其平均值d.(1)采用如圖(甲)所示的電路測(cè)量金屬絲的電阻.電阻的測(cè)量值比真實(shí)值(選填“偏大”或“偏小”).

(2)已知被測(cè)金屬絲的電阻約為5Ω,實(shí)驗(yàn)所用電源的電壓為3V,電流表內(nèi)阻約為0.1Ω,電壓表內(nèi)阻約為15kΩ.請(qǐng)你根據(jù)電路圖在圖(乙)中進(jìn)行實(shí)物連線.(3)若測(cè)出金屬絲的電阻為R,則金屬絲的電阻率ρ=.

10.如圖所示是一同學(xué)測(cè)量某導(dǎo)電液體電阻率的實(shí)物連線圖.圖中均勻的長(zhǎng)直玻璃管內(nèi)徑為d,里面充滿待測(cè)導(dǎo)電液體,玻璃管兩端各裝有一電極,電極距離為L(zhǎng).(1)根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖,其中導(dǎo)電液體用電阻Rx表示.(2)在接通電路前,為保證器材安全,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到最(選填“左”或“右”)端.在電路調(diào)試時(shí),該同學(xué)發(fā)現(xiàn):閉合開關(guān)S1后,單刀雙擲開關(guān)S2接到a接

點(diǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為4.5V,電流表示數(shù)為180μA;單刀雙擲開關(guān)S2接到b接點(diǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為4.6V,電流表示數(shù)為164μA.正式測(cè)量時(shí),為減小實(shí)驗(yàn)誤差,單刀雙擲開關(guān)S2應(yīng)接到(選填“a”或“b”)點(diǎn).

(3)該同學(xué)正確完成實(shí)驗(yàn),測(cè)得該段液體的電阻為R0,則該導(dǎo)電液體的電阻率的表達(dá)式為ρ=(用R0,L,d等表示).

參考答案AB2.A3.D4.ACD解析:電流表采用外接法,則電阻的測(cè)量值相對(duì)于真實(shí)值偏小,根據(jù)ρ=RSl可知,將會(huì)使ρ測(cè)<ρ真,選項(xiàng)A正確;電流表采用外接法,電壓表并聯(lián)引起金屬絲兩端電壓變化,該電壓仍為金屬絲兩端電壓,但電壓表的分流作用使測(cè)得的電流值偏大而引起測(cè)量誤差,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;ρ=πd2U4Il可知,I,d,U,l中每一個(gè)物理量的測(cè)量都會(huì)引起ρ的測(cè)量誤差,選項(xiàng)C正確;由ρ=πd2U4Il可知,電阻率ρ與直徑d5.4.451.567-1.569均正確6.解析:(1)由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知,主尺讀數(shù)為23mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為17×0.05mm=0.85mm,結(jié)果是23mm+0.85mm=23.85mm;根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知,固定刻度的讀數(shù)為2mm,可動(dòng)刻度的讀數(shù)為15.0×0.01mm=0.150mm,結(jié)果是2mm+0.150mm=2.150mm.(2)電流表接入電路的量程是0～0.6A,刻度盤上每一小格表示0.02A,則電流表的讀數(shù)為0.44A;電壓表接入電路的量程是0～15V,刻度盤上每一小格表示0.5V,則電壓表的讀數(shù)為8.5V.(3)由電阻箱的讀數(shù)規(guī)則可知,該電阻箱的讀數(shù)為1987Ω.答案:(1)23.852.150(2)0.448.5(3)19877.解析:(1)待測(cè)電阻約為20Ω,是電流表內(nèi)阻的40倍,但電壓表內(nèi)阻是待測(cè)電阻的500倍,故電阻Rx為小電阻,電流表采用外接法.(2)因?yàn)橐筊x兩端的電壓變化范圍盡可能的大,滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法,電路圖如圖所示.(3)電壓表分得的電流為IV=URV,所以Rx中的電流Ix=I-IV=I-URV,則Rx=UI答案:(1)外接法(2)圖見解析(3)U8.解析:(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)步驟如下:從固定刻度讀出毫米數(shù)為1.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.275mm,則結(jié)果為1.5mm+0.275mm=1.775mm.(2)金屬絲額定電流約為0.5A,且滑動(dòng)變阻器采取限流式接法,故電流表選取A1,金屬絲額定電壓約為U=IR=2V,為讓滑動(dòng)變阻器有較大幅度的活動(dòng)范圍,電源選擇E1;因?yàn)榇郎y(cè)金屬絲電阻較小,所以電路采用電流表外接法,電路原理圖如圖所示.答案:(1)1.775(1.774～1.777均正確)(2)A1E1圖見解析9.解析:(1)電阻的測(cè)量值R測(cè)=U測(cè)I測(cè),由圖(甲)可知,U測(cè)為真實(shí)值,而I測(cè)因電壓表的分流作用而比真實(shí)值偏大,所以R(2)由于電源電壓為3V,所以電壓表選擇0～3V量程,被測(cè)金屬絲的電阻約為5Ω,流過金屬絲的最大電流約為0.6A,所以電流表選0～0.6A量程,連線如圖所示.(3)由公式ρ=RSL和S=πd24,答案:(1)偏小(2)圖見解析(3)π10.解析:(1)電路原理圖如圖所示.