2019高中物理 第二章 恒定電流 實(shí)驗(yàn) 測定金屬的電阻率練習(xí) 人教版選修3-1

1、初高中精品文檔實(shí)驗(yàn):測定金屬的電阻率知識點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)器材選擇與注意事項(xiàng)1.(多選)在“探究決定金屬絲電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中,以下操作中錯(cuò)誤的是()A.用毫米刻度尺測量金屬絲的全長,且測量三次,算出其平均值,然后再將金屬絲接入電路中B.用螺旋測微器在金屬絲的三個(gè)不同部位各測量一次直徑,算出其平均值C.用伏安法測電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接法,多次測量后算出平均值D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變2.在做“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)時(shí),需要對金屬絲的電阻進(jìn)行測量,已知金屬絲的電阻值Rx約為20.一位同學(xué)用伏安法對這個(gè)電阻的阻值進(jìn)行了比較精確的測量,這位同學(xué)想使被測電阻Rx兩端的電壓變化范圍盡可能大.他選用的器材為:電

2、源E:電動勢為8V,內(nèi)阻為1.0;電流表A:量程為0.6A,內(nèi)阻約為0.50;電壓表V:量程為10V,內(nèi)阻約為10k;滑動變阻器R:最大電阻值為5.0;開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.(1)根據(jù)上述條件,測量時(shí)電流表應(yīng)采用(選填“外接法”或“內(nèi)接法”).(2)在下面的虛線框內(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和電壓表內(nèi)阻RV均為已知量,用測量的物理量和電表內(nèi)阻計(jì)算金屬絲電阻的表達(dá)式為Rx=.知識點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析3.現(xiàn)在要測量一段電阻絲的電阻率,電阻絲的阻值Rx0.5,允許通過的最大電流為0.5A.現(xiàn)提供如下器材:電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻

3、約0.6)電壓表V(量程3V,內(nèi)阻約3k)待測的電阻絲Rx(阻值約為0.5)標(biāo)準(zhǔn)電阻R0(阻值5)滑動變阻器R1(5,2A)滑動變阻器R2(200,1.5A)直流電源E(電動勢6V)開關(guān)S、導(dǎo)線若干(1)圖LS2-1為四位同學(xué)分別設(shè)計(jì)的“測量部分”的電路,你認(rèn)為合理的是.圖LS2-1(2)實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)該選擇(選填“R1”或“R2”),并采用接法.(3)根據(jù)你在(1)、(2)中的選擇,在圖LS2-2上完成實(shí)驗(yàn)電路的連接.歡迎使用下載！初高中精品文檔圖LS2-2(4)實(shí)驗(yàn)中,如果兩電表的讀數(shù)分別為U和I,測得拉直后電阻絲的長度為L,直徑為D,則待測電阻絲的電阻率的計(jì)算式為=;(5)用螺旋測微

4、器測量待測電阻絲的直徑時(shí)讀數(shù)如圖LS2-3所示,則該電阻絲的直徑D=mm.圖LS2-34.2017哈爾濱三中期中某同學(xué)在“測金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,取一根粗細(xì)均勻、長度為L的康銅絲,先用螺旋測微器測出康銅絲的直徑d,然后由伏安法測出康銅絲的電阻,最后求出康銅絲的電阻率.(1)測康銅絲的直徑時(shí)螺旋測微器的示數(shù)如圖LS2-4所示,可知康銅絲的直徑d=mm.(2)圖LS2-5甲是測量康銅絲電阻的原理圖,根據(jù)原理圖在圖乙的實(shí)物圖中畫出正確連線.甲圖LS2-4乙圖LS2-5(3)利用上面的電路圖測出的電阻比真實(shí)值(選填“偏大”或“偏小”),這種誤差叫作(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差.(4)若調(diào)節(jié)滑動變阻

5、器,通過多次測量求平均值的方法得到康銅絲的電阻為R,請寫出求康銅絲的電阻率的表達(dá)式為(用L、d、R等已知字母表示).5.某同學(xué)測量一個(gè)圓柱體的電阻率,需要測量圓柱體尺寸和電阻.歡迎使用下載！初高中精品文檔圖LS2-6(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測量圓柱體的長度和直徑,某次測量的示數(shù)如圖LS2-6甲和乙所示,長度為cm,直徑為mm.(2)按圖丙連接電路后,實(shí)驗(yàn)操作如下:將滑動變阻器R1的滑片置于阻值最(選填“大”或“小”)處,將S2撥向接點(diǎn)1,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0.將電阻箱R2的阻值調(diào)到最(選填“大”或“小”),S2撥向接點(diǎn)2,保持R1不變,調(diào)節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I0

6、,此時(shí)R2的阻值為1280.(3)由此可知,圓柱體的電阻為.6.在“測定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測量儀器均已校準(zhǔn).待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm.(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,其中某一次測量結(jié)果如圖LS2-7所示,其讀數(shù)應(yīng)為mm,該值接近多次測量的平均值.圖LS2-7(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動勢為3V,內(nèi)阻約為1)、電流表(內(nèi)阻約為0.1)、電壓表(內(nèi)阻約為3k)、滑動變阻器R(020,額定電流為2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.某同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,記錄數(shù)據(jù)如下表:次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001

7、.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,他們測量Rx是采用圖LS2-8中的(選填“甲”或“乙”)圖.圖LS2-8(3)圖LS2-9是測量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請根據(jù)(2)中所選的電路圖,完成圖中實(shí)物間的連線.歡迎使用下載！初高中精品文檔圖LS2-9(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖LS2-10所示,圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請?jiān)趫D中標(biāo)出第1、5、7次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的電阻值Rx=.(保留兩位

8、有效數(shù)字)圖LS2-10(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為(填選項(xiàng)前的字母).A.110-2mB.110-3mC.110-6mD.110-8m(6)任何實(shí)驗(yàn)測量都存在誤差,下列關(guān)于誤差的說法中正確的是(填選項(xiàng)前的字母).A.用螺旋測微器測量金屬絲直徑時(shí),由讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B.由電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C.若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測量儀表引起的系統(tǒng)誤差D.用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差歡迎使用下載！初高中精品文檔1.AC解析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度,而不是全長;金屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差很大,使金

9、屬絲與電壓表并聯(lián),電壓表對它的分流作用很小,應(yīng)采用電流表外接法.故A、C操作錯(cuò)誤.2.(1)外接法(2)如圖所示(3)解析(1)待測電阻約為20,R,故采用電流表外接法.(2)因?yàn)橐筊x兩端的電壓變化范圍盡可能大,所以滑動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=,所以Rx中的電流為Ix=I-IV=I-,則Rx=.3.(1)C(2)R1分壓(3)如圖所示(4)(5)1.205(1.2031.207均可)解析(1)電阻絲Rx兩端的最大電壓U=IRx=0.25V,比電壓表量程小得多,需要串聯(lián)一分壓電阻,即串聯(lián)一標(biāo)準(zhǔn)電阻R0,此時(shí)R0+Rx,電流表采用外接法,選項(xiàng)C正確

10、;(2)滑動變阻器若選用R2或采用限流接法,調(diào)控范圍小,應(yīng)選擇R1,并采用分壓接法;(3)根據(jù)測量電路圖和滑動變阻器的分壓式接法,實(shí)物連線如圖所示;(4)待測電阻Rx=-R0,由電阻定律得Rx=,聯(lián)立解得=;(5)螺旋測微器的讀數(shù)為1mm+0.0120.5mm=1.205mm.4.(1)0.282(0.2810.283均可)(2)如圖所示(3)偏小系統(tǒng)(4)=歡迎使用下載！初高中精品文檔解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為d=28.20.01mm=0.282mm.(2)連線如圖所示.(3)電流表采用外接法,測出的電阻比真實(shí)值偏小,這種誤差叫作系統(tǒng)誤差.(4)由電阻定律R=,則康銅絲的電阻率=.5.(1

11、)5.035.315(5.3135.317均可)(2)大大(3)1280解析(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為5.0cm+0.13mm=50.3mm=5.03cm,螺旋測微器讀數(shù)為5mm+0.0131.5mm=5.315mm.(2)考慮電路安全性,閉合開關(guān)前R1應(yīng)調(diào)為最大值.為防止燒壞電流表,R2應(yīng)從最大值開始逐漸調(diào)小,所以最初R2應(yīng)調(diào)到最大值.(3)此電路利用等效替代法測電阻,所以R圓柱體=R2=1280.6.(1)0.397(0.3950.399均可)(2)甲(3)如圖甲所示(4)如圖乙所示4.5(4.34.7均可)(5)C(6)CD解析(2)通過給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從0開始,故滑動變阻器采用分壓式接法.(3)實(shí)物連線圖如圖甲所示.甲(4)圖線應(yīng)過原點(diǎn),且使大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上,不在直線上的點(diǎn)均勻分布在