11-3-2-實(shí)驗(yàn)：金屬絲電阻率的測量(課中練習(xí))

.3.2實(shí)驗(yàn)：金屬絲電阻率的測量課中練一、實(shí)驗(yàn)原理及操作【課堂引入】實(shí)驗(yàn)原理及操作【例題】1.在“探究電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測量金屬絲直徑時的刻度位置如圖所示，金屬絲的匝數(shù)為39，用刻度尺測出金屬絲的長度L，金屬絲的電阻大約為5Ω，先用伏安法測出金屬絲的電阻R，然后用控制變量法探究電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積的關(guān)系．（1）從圖中得出金屬絲的直徑為________mm；（2）為此取來兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩB．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩC．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩD．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩE．滑動變阻器，0～10ΩF．滑動變阻器，0～100Ω①要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________．（填序號）②實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖所示，請指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯誤。錯誤a：_______；錯誤b：________。2.某同學(xué)為了測定某個圓柱形金屬導(dǎo)體的電阻率，步驟如下：（1）使用螺旋測微器測得直徑為______（讀數(shù)如圖所示）；測得長度為．（2）測量電阻的步驟如下，按照如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．①請在圖（b）中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接______；②實(shí)驗(yàn)操作時，先將滑動變阻器的滑動頭移到______（選填“左”或“右”）端，再接通開關(guān)；保持?jǐn)嚅_，閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表指針偏轉(zhuǎn)至某一位置，并記下電流______．（如圖所示，電流表量程為）③斷開，保持滑動變阻器阻值不變，調(diào)整電阻箱阻值在左右，再閉合，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使得電流表讀數(shù)為______時，的讀數(shù)即為電阻的阻值．（3）則該金屬導(dǎo)體的電阻率為______．（用題中所給字母、、表示）二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理【課堂引入】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理【例題】3.在“金屬絲電阻率的測量”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)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測量的平均值)；(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(電壓3V)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干；某小組同學(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：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U－I坐標(biāo)系，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點(diǎn)，請在圖中標(biāo)出第2、4、6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阻值Rx＝______Ω(保留兩位有效數(shù)字)；(3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為______。A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m【課堂練習(xí)】4.用伏安法測量電阻R的阻值，進(jìn)而求出電阻率ρ，某實(shí)驗(yàn)小組測出了6組電壓、電流值，并在U－I圖像中進(jìn)行描點(diǎn)，如圖所示。（1）根據(jù)圖像中描點(diǎn)情況，寫出分析數(shù)據(jù)求解R值的步驟：____________________。（2）求出的電阻值R＝________。（保留3位有效數(shù)字）（3）待測電阻是由均勻材料制成的圓柱體，用50分度的游標(biāo)卡尺測量其長度與直徑，結(jié)果分別如圖甲、乙所示。由圖可知其長度為________cm，直徑為________cm。（4）由以上數(shù)據(jù)可求出ρ＝________。（保留1位有效數(shù)字）

5.在“金屬絲電阻率的測量”的實(shí)驗(yàn)中，待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω，實(shí)驗(yàn)室備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ）；B．電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ）；C．電流表A1（量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）；D．電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)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．電池組E（3V）；H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干。(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有___________（填器材前面的序號）。(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，本實(shí)驗(yàn)采用電路圖如圖所示。請把如圖中的實(shí)物圖用線連接起來__________。(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及兩電表的示數(shù)如圖所示，則金屬絲的直徑為___________mm，電阻值為___________Ω。

參考答案1【答案】（1）0.646（0.644～0.649均可）（2）A；.C；.E；.導(dǎo)線連接在滑動變阻器的滑片上錯誤；采用了電流表內(nèi)接法【詳解】（1）從題圖可讀出緊密繞制的金屬絲的寬度為2.52cm，故直徑為（2）①因?yàn)閮晒?jié)干電池的電動勢約為3V，電壓表選A；因?yàn)榻饘俳z的電阻大約為5Ω，如果把3V的電動勢全加在金屬絲上，電流最大為0.6A，故電流表選C；此題中金屬絲的電阻大約為5Ω，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，滑動變阻器選E；②由題中數(shù)據(jù)計算可得出因而應(yīng)采用電流表外接法，而圖中為內(nèi)接法，故錯誤；滑動變阻器連接時導(dǎo)線不能接在滑片上，故錯誤。2.【答案】（1）10.295（均正確）（2）.實(shí)物題連線見解析；左；0.48；（3）【詳解】（1）螺旋測微器：不動刻度為，可動刻度為，則讀數(shù)為（均正確）．（2）①運(yùn)用恒流替代法，用電阻箱等效替代金屬導(dǎo)體的電阻，使兩次電流表的示數(shù)相同，所以畫出電路圖如圖所示；②為保證電路安全應(yīng)將滑動變阻器調(diào)到分壓為零的位置，故實(shí)驗(yàn)操作時，先將滑動變阻器的滑動頭移到左端；如圖（c）所示，電流表量程為，故其讀數(shù)為；③運(yùn)用了恒流替代法，用電阻箱等效替代金屬導(dǎo)體的電阻，使兩次電流表的示數(shù)相同，均為．（3）根據(jù)電阻定律：，橫截面積：，聯(lián)立可得：3.【答案】（1）0.398（2）.U-I圖見解析；.4.4（3）.C【詳解】(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm(2)圖線應(yīng)過原點(diǎn)，選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，明顯偏離的點(diǎn)應(yīng)舍去，如圖所示圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值(3)根據(jù)可得金屬絲的電阻率故C正確，ABD錯誤。4.【答案】（1）見解析（2）.229Ω（217~237Ω均正確）（3）0.800；0.190（4）8×10－2Ω·m【詳解】（1）①作U－I圖線，圖線應(yīng)為過原點(diǎn)的直線，使直線過盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)（左起第2個點(diǎn)）應(yīng)舍棄；②求該直線的斜率k，則（2）在圖像中的直線上取兩點(diǎn)，求出（3）游標(biāo)卡尺不需要估讀，題圖甲讀數(shù)題圖乙讀數(shù)（4）由得5.【答案】（1）ADEGH（2）實(shí)物圖連線見解析；（3）0.636（0.634～0.638）；2.4【詳解】(1)由于電源電動勢為3V，所以電壓表應(yīng)選A；被測電阻約為5Ω，電路中的最大電流約為I=0.