2025版新教材高中物理第二章電路及其應(yīng)用微點8實驗：測量金屬絲的電阻率課時作業(yè)教科版必修第三冊

微點8試驗：測量金屬絲的電阻率eq\a\vs4\al(過基礎(chǔ))1．在“測定金屬絲的電阻率”的試驗中，某同學(xué)進行了如下測量：(1)用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度．測量3次，求出其平均值l.其中一次測量結(jié)果如圖甲所示，金屬絲的另一端與刻度尺的零刻度線對齊，圖中讀數(shù)為________cm.用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，選不同的位置測量3次，求出其平均值d.其中一次測量結(jié)果如圖乙所示，圖中讀數(shù)為________mm.(2)采納如圖丙所示的電路測量金屬絲的電阻，電阻的測量值比真實值________(選填“偏大”或“偏小”).最終由公式ρ＝________計算出金屬絲的電阻率(用干脆測量的物理量表示).2．在測定金屬絲電阻率的試驗中，按圖甲所示的電路圖在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，補充連接實物電路示意圖．3．某同學(xué)在一次“測定金屬的電阻率”的試驗中，用米尺測出接入電路部分的金屬絲長度為l＝0.720m，用螺旋測微器測出金屬絲直徑(刻度位置如圖甲所示)，用伏安法測出金屬絲的電阻(阻值大約為5Ω)，然后計算出該金屬材料的電阻率．在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測金屬絲外，還有如下試驗器材：A．直流電源(輸出電壓為3V)B．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω)C．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ)D．滑動變阻器(最大阻值20Ω)E．開關(guān)、導(dǎo)線等(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm.(2)依據(jù)所供應(yīng)的器材，在虛線框中畫出試驗電路圖．(3)若依據(jù)伏安法測出金屬絲的阻值為Rx＝4.0Ω，則這種金屬材料的電阻率為________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字).4．某同學(xué)準備測量由某種合金材料制成的金屬絲的電阻率，待測金屬絲的橫截面為圓形．試驗器材有：毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表(內(nèi)阻約幾千歐)、電流表(內(nèi)阻約幾歐)、滑動變阻器、電源、開關(guān)、待測金屬絲及導(dǎo)線若干．(1)用毫米刻度尺測量待測金屬絲的長度，用螺旋測微器測量其直徑，結(jié)果分別如圖甲和圖乙所示，可得其長度L＝________cm，直徑D＝________mm.(2)該同學(xué)要用圖像法求出待測金屬絲的阻值，要求電壓從零起先改變．請將圖丙所示實物電路圖中所缺導(dǎo)線補全．(3)圖丁是依據(jù)試驗中測得的6組電流、電壓的值描繪的點，在圖丁上作圖，由圖可求出電阻值R＝________Ω(保留三位有效數(shù)字).(4)請寫出待測金屬絲的電阻率的表達式ρ＝________(用測得的物理量符號和已知常數(shù)表示).5．某試驗小組欲測定自來水的電阻率，用絕緣性能良好的塑料圓柱形容器裝滿采集的水樣，然后用金屬圓片電極將容器兩端密封，水平放置，試驗室還供應(yīng)了下列器材：A．游標卡尺B．電壓表V(選用0～3V量程，內(nèi)阻約5kΩ)C．靈敏電流計G(量程0～20μA，內(nèi)阻約250Ω)D．滑動變阻器(阻值0～20Ω，額定電流1A)E．電源(輸出直流電壓6V)F．開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)圖1為游標卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖，試驗前需測量圓柱形容器的內(nèi)徑，應(yīng)運用游標卡尺的________(選填“A”“B”或“C”)處進行測量，圖2游標卡尺讀數(shù)為________cm.(2)在下面四幅圖中選取一適合本試驗的電路圖________．(3)圖3、圖4為試驗測量的一組電表示數(shù)，電流表的讀數(shù)為________μA，電壓表的讀數(shù)為________V．(4)依據(jù)試驗多組數(shù)據(jù)作出的U-I圖像如圖5，若圓柱形容器中水柱的長度用l表示，圓柱形容器的內(nèi)徑用d表示，U-I圖像的斜率用k表示，則待測自來水電阻率的表達式為ρ＝________(用題中給定的字母表示).(5)若裝入的水樣品未完全充溢塑料圓柱形容器，這將會使測得的電阻率________(選填“偏大”“偏小”或“不變”).微點8試驗：測量金屬絲的電阻率1．答案：(1)24.130.518(2)偏小eq\f(πU,4Il)d2解析：(1)金屬絲的長度為24.12～24.14cm均可，直徑讀數(shù)為0.516～0.519mm均可．(2)采納電流表外接法，由于電壓表分流，從而電流表的測量值大于真實值，由R＝eq\f(U,I)可知，電阻的測量值小于真實值．由R＝ρeq\f(l,S)，R＝eq\f(U,I)，S＝eq\f(1,4)πd2，可得ρ＝eq\f(πU,4Il)d2.2．答案：如圖所示解析：主電路為電源、開關(guān)、滑動變阻器．然后再將Rx與電流表串聯(lián)后并聯(lián)到滑動變阻器的一部分上，最終將電壓表并聯(lián)到Rx上．依據(jù)圖甲所示電路圖連接實物圖，如圖所示．3．答案：(1)0.600(2)如圖所示(3)1.6×10－6解析：(1)螺旋測微器讀數(shù)為0.5mm＋10.0×0.01mm＝0.600mm.(2)由于電阻絲電阻較小，電流表采納外接法，滑動變阻器采納限流式接法或分壓式接法都可以，試驗電路圖如圖所示．(3)由Rx＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RxS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)，將Rx＝4.0Ω、l＝0.720m，d＝0.600mm＝0.600×10－3m代入得ρ≈1.6×10－6Ω·m.4．答案：(1)59.400.434(0.433～0.435均可)(2)見解析(3)見解析5.80(5.70～5.90均可)(4)eq\f(πRD2,4L)解析：(1)待測金屬絲長度值是59.40cm.螺旋測微器的讀數(shù)是0＋43.4×0.01mm＝0.434mm，即待測金屬絲直徑測量值是0.434mm.(2)要求電壓從零起先改變，因此滑動變阻器采納分壓接法；待測金屬絲電阻較小，電流表采納外接法，實物電路圖的接線如圖甲所示．(3)用直線擬合各數(shù)據(jù)點，使直線通過盡量多的點，其他點勻稱分布在直線兩側(cè)，舍棄離直線較遠的點，如圖乙所示．直線的斜率表示待測金屬絲的電阻，由所畫直線可得R≈5.80Ω.(4)由電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，S＝eq\f(πD2,4)解得ρ＝eq\f(πRD2,4L).5．答案：(1)A3.025(2)B(3)15.5(15.4～15.6均可)2.40(2.39～2.41均可)(4)eq\f(πd2k,4l)(5)偏大解析：(1)試驗需測量圓柱形容器的內(nèi)徑，應(yīng)運用游標卡尺的A處進行測量；游標卡尺的讀數(shù)包含兩部分，d＝3cm＋0.005×5cm＝3.025cm；(2)由題意知，滑動變阻器阻值較小，需采納分壓式接法，待測電阻與電壓表電阻處于相同數(shù)量級，應(yīng)采納電流表內(nèi)接法，故應(yīng)選B；(3)由圖3可讀得電流表的讀數(shù)為15.5μA，由圖4可讀得電壓表的讀數(shù)為2.40V；(4)由電阻率公式R＝eq\f(ρl