人教版高中物理必修第三冊第十一章電路及其應用11-3實驗：導體電阻率的測量練習含答案

第十一章電路及其應用3實驗:導體電阻率的測量【基礎鞏固】1.(多選)在測量金屬絲的電阻率的實驗中,下列操作正確的是()A.用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.用螺旋測微器在被測金屬絲三個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,采用電流表內接法,多次測量后算出平均值D.實驗中應保持金屬絲的溫度不變答案:BD2.(多選)在測量金屬絲的電阻率實驗中,下列關于誤差的說法正確的是()A.電流表采用外接法和內接法,都能減小實驗誤差B.由于電壓表有內阻,電阻測量值比真實值小C.由ρ=πd2U4Il可知,I、d、UD.由ρ=πd2U答案:BCD3.某同學利用游標卡尺測量一圓柱體的直徑,測量結果如圖所示.該工件的直徑為cm.

答案:1.2204.碳纖維板是將碳素纖維使用樹脂浸潤硬化形成的碳纖維板材,具有強度高、重量輕、耐腐蝕等良好性能,它還具有較好的導電性,在一些高端器械上被廣泛使用.小明為了探究碳纖維板的導電性能,找了一塊長20cm、寬2cm、厚約為2mm的碳纖維板來測量其電阻率.實驗步驟如下:甲乙(1)先用游標卡尺測出板的厚度如圖甲所示,其讀數為d=mm.

(2)再用圖乙所示的電路測量碳纖維板的電阻,電路中定值電阻R0=20Ω,電壓表可視為理想電壓表.閉合開關S,單刀雙擲開關打到a時,電壓表讀數為2.0V;單刀雙擲開關打到b時,電壓表讀數為4.5V.由此求得碳纖維板的電阻R=?Ω,碳纖維板的電阻率ρ=?Ω·m.(結果均保留兩位有效數字)

解析:(1)游標卡尺的主尺讀數為1mm,游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊,故游標尺讀數為4×0.1mm=0.4mm,則最終讀數為1mm+0.4mm=1.4mm.(2)閉合開關S,單刀雙擲開關打到a時,電壓表讀數為2.0V,則電路中電流I=U1R0=2.020A=0.1A;單刀雙擲開關打到b時,電壓表讀數為4.5V,則碳纖維板兩端電壓U2=4.5V-U1=2.5V,碳纖維板的電阻為R=U2I=2.50.1Ω=25Ω.由R=ρlS答案:(1)1.4(2)253.5×10-3【拓展提高】5.在測量金屬絲的電阻率的實驗中,待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω,實驗室備有下列實驗器材:A.電壓表V1(量程0~3V,內阻約為15kΩ);B.電壓表V2(量程0~15V,內阻約為75kΩ);C.電流表A1(量程0~3A,內阻約為0.2Ω);D.電流表A2(量程0~0.6A,內阻約為1Ω);E.滑動變阻器R1(0~10Ω,0.6A);F.滑動變阻器R2(0~2000Ω,0.1A);G.電源E(電壓為3V);H.開關S,導線若干.(1)為減小實驗誤差,應選用的實驗器材有(填器材前面的序號).

(2)為減小實驗誤差,應選用圖(選填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖,按所選擇的電路原理圖把圖丙中的實物圖用線連接起來.

甲乙丙(3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm,用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖丁所示,則金屬絲的直徑為mm;電壓表和電流表示數如圖戊所示,則金屬絲的電阻為Ω.

丁戊解析:(1)由于電源電壓為3V,所以電壓表應選A;被測電阻約為5Ω,電路中的最大電流約為I=ER(2)由于金屬絲的電阻比電壓表的電阻小得多,應采用電流表外接法,故應選題圖乙所示電路,實物連接如圖所示.(3)從螺旋測微器可以讀出金屬絲的直徑為0.5mm+13.5×0.01mm=0.635mm,從電壓表可以讀出電阻絲兩端電壓為1.20V,從電流表可以讀出流過電阻絲的電流為0.50A,被測金屬絲的阻值為Rx=UI=1答案:(1)ADEGH(2)乙見解析圖(3)0.635(0.633~0.637均可)2.46.實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線,某同學想通過實驗測定其實際長度.該同學首先測得導線橫截面積為1.0mm2,查得銅的電阻率為1.7×10-8Ω·m,然后利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx,從而確定導線的實際長度.可供使用的器材如下.電流表:量程0~0.6A,內阻約0.2Ω.電壓表:量程0~3V,內阻約9kΩ.滑動變阻器R1:最大阻值5Ω.滑動變阻器R2:最大阻值20Ω.定值電阻:R0=3Ω.電源:電壓6V.開關、導線若干.甲回答下列問題:(1)實驗中滑動變阻器應選(選填“R1”或“R2”),閉合開關S前應將滑片移至(選填“a”或“b”)端.

(2)如圖乙所示,已正確連接了部分導線,請根據圖甲電路完成剩余部分的連接.乙(3)調節(jié)滑動變阻器,當電流表的讀數為0.50A時,電壓表示數如圖丙所示,讀數為V.

丙(4)導線實際長度為m(結果保留兩位有效數字).

解析:(1)根據電阻定律R=ρlS,可求得這部分銅導線的電阻大約為1.7Ω,則Rx+R0=4.7Ω,作為限流用的滑動變阻器如果用R1,當調到接入電路的電阻最大時電路中的電流大于電流表的量程,因此滑動變阻器應選R2.閉合開關前,滑動變阻器接入電路的電阻應為最大值,故滑片應移至a端(2)實物圖如圖所示.(3)根據題