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第三章第三節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.某同學(xué)測(cè)定一金屬桿的長(zhǎng)度和直徑(游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺有50等分刻度),示數(shù)如圖甲、乙所示,則該金屬桿的長(zhǎng)度和直徑分別為_(kāi)_______cm和________mm.【答案】60.104.20【解析】金屬桿長(zhǎng)度由刻度尺示數(shù)可得,由圖甲得L=60.10cm.由題圖乙知,此游標(biāo)尺為50分度,游標(biāo)尺上第10刻線(xiàn)與主尺上一刻線(xiàn)對(duì)齊,則金屬桿直徑為d=4mm+eq\f(1,50)×10mm=4.20mm.2.某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率,需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻.(1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑,某次測(cè)量的示數(shù)如圖甲和圖乙所示,長(zhǎng)度為_(kāi)_____cm,直徑為_(kāi)_____mm.(2)按圖丙連接電路后,實(shí)驗(yàn)操作如下:①將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最____處(填“大”或“小”);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;②將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______(填“大”或“小”);將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,此時(shí)R2阻值為1280Ω.③由此可知,圓柱體的電阻為_(kāi)_______Ω.【答案】(1)5.035.315(2)①大②大③1280【解析】(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則,主尺讀數(shù)為5cm,游標(biāo)尺讀數(shù)為0.1×3mm,長(zhǎng)度為5.03cm,根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則,主尺讀數(shù)為5mm,可動(dòng)刻度為31.5×0.01mm,所以直徑為5.315mm.(2)①為了保護(hù)電路,因此閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器一定調(diào)到阻值最大.②將圓柱體電阻換成電阻箱時(shí),也一定要將電阻箱調(diào)到最大,也是為了保護(hù)電路安全.③此題采用等效替代法測(cè)量電阻,圓柱體的電阻等于電阻箱R2的阻值為1280Ω.3.研究小組欲測(cè)一新材料制成的均勻圓柱體的電阻率,步驟如下:(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑D如圖甲,讀數(shù)為_(kāi)_________mm;用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度L如圖乙,讀數(shù)為_(kāi)_______mm.(2)該同學(xué)想用伏安法測(cè)量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下:待測(cè)圓柱體電阻R(阻值約為200Ω)直流電源E(恒定輸出3V)電流表A1(量程0~4mA,內(nèi)阻約50Ω)電流表A2(量程0~15mA,內(nèi)阻約30Ω)電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ)電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ)滑動(dòng)變阻器R(阻值15Ω,允許通過(guò)的最大電流為2.0A)開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線(xiàn)若干電流表應(yīng)選用____,電壓表應(yīng)選用______.(3)若流經(jīng)圓柱體的電流為I,圓柱體兩端之間的電壓為U,則用測(cè)得的D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ=________.【答案】(1)0.90014.50(2)A2V1(3)eq\f(πUD2,4IL)【解析】(1)由圖示螺旋測(cè)微器可知,其示數(shù)為0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm.由圖示游標(biāo)卡尺可知,其示數(shù)為14mm+10×eq\f(1,20)mm=14.50mm.(2)通過(guò)電阻的最大電流I=eq\f(U,R)=eq\f(3,200)A=0.015A=15mA,電流表選擇A2;電源電動(dòng)勢(shì)為3V,電壓表應(yīng)選擇V1.(3)圓柱體電阻為R=eq\f(U,I),由電阻定律可知R=ρeq\f(L,S)=eq\f(ρL,π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))\s\up12(2)),電阻率ρ=eq\f(πUD2,4IL).4.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中:(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),其示數(shù)如圖甲所示,則金屬絲的直徑為_(kāi)_______mm.(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路測(cè)量該金屬絲的電阻(阻值約3Ω)可選用的器材規(guī)格如下:電源E(恒定輸出3V);電流表A(0~0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω);電流表G(0~10mA,內(nèi)阻為50Ω);滑動(dòng)變阻器R1(阻值0~5Ω,額定電流2A);滑動(dòng)變阻器R2(阻值0~1kΩ,額定電流1A);定值電阻R3=250Ω;定值電阻R4=2500Ω;開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線(xiàn)若干.①為了便于操作,并使測(cè)量盡量精確,定值電阻應(yīng)選______,滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選______.②某次測(cè)量時(shí)電流表G的讀數(shù)為5.0mA,電流表A示數(shù)為0.50A,計(jì)算Rx的準(zhǔn)確值為Rx=______Ω.(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】(1)0.800(2)①R3R1②3.03【解析】(1)固定刻度讀數(shù)為0.5mm+0.01mm×30.0=0.800mm,則此金屬絲的直徑為0.800mm.(2)①根據(jù)閉合電路歐姆定律知電路和電流表最小讀數(shù),可求出電路中需要的最大電阻為R=eq\f(E,I)=eq\f(3,\f(1,3)×0.6)Ω=15Ω,由于待測(cè)電阻阻值約3Ω,所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1;根據(jù)串聯(lián)分壓原理,R=eq\f(E,IG)=eq\f(3,0.01)Ω=300Ω,故定值電阻選R3.②根據(jù)電阻定律,有Rx=eq\f(I(R3+rg),IA-I)=3.03Ω.B組·能力提升5.(2023年江門(mén)一中段考)某同學(xué)對(duì)某鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣,他用螺旋測(cè)微器測(cè)得筆芯的直徑如圖甲所示,并用伏安法測(cè)量其電阻值.甲乙丙(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為_(kāi)_______mm.(2)請(qǐng)按電流表外接法用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)在圖乙實(shí)物接線(xiàn)圖中完成余下導(dǎo)線(xiàn)的連接.(3)小明測(cè)量了一段鉛筆芯的電流、電壓數(shù)據(jù)如下表所示.請(qǐng)?jiān)趫D丙所示的坐標(biāo)紙上繪出U-I圖線(xiàn).根據(jù)圖線(xiàn)求得這段鉛筆芯的電阻為_(kāi)______Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234567電壓U/V0.020.170.290.460.630.800.97電流I/A0.010.100.200.300.400.500.60【答案】(1)2.526(2)如圖甲(3)如圖乙1.6甲乙【解析】(1)螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為2.5mm,可動(dòng)刻度讀數(shù)為2.6×0.01mm=0.026m
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