2024-2025學年新教材高中物理第十一章電路及其應用3實驗導體電阻率的測量課后習題含解析新人教版必修3

PAGEPAGE8試驗:導體電阻率的測量課后篇鞏固提升基礎鞏固1.(2024陜西渭南高二上學期期末)現有一合金制成的圓柱體,用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑,用游標卡尺測量該圓柱體的長度,螺旋測微器和游標卡尺的示數如圖甲和圖乙所示,由圖甲讀得圓柱體的直徑為mm,由圖乙讀得圓柱體的長度為cm。

解析由題圖所示可知,螺旋測微器固定刻度示數為2.5mm,游標尺示數為21.0×0.01mm=0.210mm,螺旋測微器示數為2.5mm+0.210mm=2.710mm;由題圖乙所示可知,游標卡尺主尺示數為3.9cm=39mm,游標尺示數為15×0.05mm=0.75mm,游標卡尺示數為39mm+0.75mm=39.75mm=3.975cm。答案(1)2.710(2)3.9752.(2024安徽合肥高二上學期期末檢測)(1)用螺旋測微器測圓柱體的直徑時,示數如圖甲所示,此示數為mm。

(2)一游標卡尺的主尺最小分度為1mm,游標上有10個小等分間隔,現用此卡尺來測量工件的直徑,如圖乙所示。該工件的直徑為mm。

解析(1)螺旋測微器的固定刻度讀數為8mm,可動刻度讀數為0.01×11.7mm=0.117mm。所以最終讀數為:8mm+0.117mm=8.117mm,由于須要估讀因此在范圍8.116~8.118內均正確。(2)游標卡尺的固定刻度讀數為29mm,游標讀數為0.1×8=0.8mm,所以最終讀數為:29mm+0.8mm=29.8mm。答案(1)8.117(8.116~8.118均可)(2)29.83.(2024湖南張家界高二上學期期末考試)某愛好小組通過試驗測量澧水河水的電阻率,現備有一根勻稱長的玻璃管(兩端各有一個圓形電極,可裝入樣品水,接觸電阻不計),電壓表(量程12V、內阻約為1000Ω),電流表(量程100μA、內阻約為5Ω),滑動變阻器(10Ω、1A),電池組(電動勢為12V,內阻不計),開關,導線,游標卡尺,螺旋測微器,待測樣品水(電阻約為200kΩ)。請回答下列問題:(1)如下圖所示,用游標卡尺測量樣品水的長度L=mm,螺旋測微器測出直徑d=mm。

(2)為了精確測量,測量電路圖應選。

解析(1)用游標卡尺測量樣品水的長度L=70mm+0.05mm×12=70.60mm;螺旋測微器測出直徑d=6.5mm+0.01mm×8.0mm=6.580mm。(2)比較待測水樣的電阻、電壓表的內阻和電流表的內阻可知,待測水樣的電阻遠大于電流表的內阻,則應當采納電流表內接;滑動變阻器用分壓電路,則電路圖D正確。答案(1)70.606.580(2)D4.(2024陜西咸陽高二上學期期末教學質量檢測)某同學需測量一個圓柱體工件的電阻率,該同學先用螺旋測微器測量圓柱體的直徑,游標卡尺測量該圓柱體的長度。(1)螺旋測微器和游標卡尺的示數如上圖,則直徑為D=mm,圓柱體的長度為L=mm;

(2)為了測量出該金屬的電阻,該同學設計了如圖甲所示的電路,請按設計的電路完成實物圖乙的連線;(3)如圖丙所示,試驗中當把電壓表的右端分別接于a點和b點,發(fā)覺電流表的示數有明顯的變更。若試驗時把電壓表的右端接于a點,這時測得的電阻值比真實值偏(選填“大”或“小”);

(4)試驗測得工件兩端的電壓為U,通過的電流為I,寫出該工件材料電阻率的表達式ρ=(用已測量的物理量相應的字母表達)。

解析(1)螺旋測微器示數為1.5mm+11.0×0.01mm=1.610mm游標卡尺示數為38mm+7×0.05mm=38.35mm(2)依據圖示電路圖連接實物電路圖,實物電路圖如圖所示:(3)若試驗時把電壓表的右端接于a點,電壓表測量值等于真實值,而電流表測量值大于真實值,因此依據R=UI(4)電阻:R=U由電阻定律可知:R=ρLS=ρ則電阻率為:ρ=π答案(1)1.61038.35(2)(3)小(4)π實力提升1.在“金屬電阻率的測量”的試驗中,供應的電源是一節(jié)內阻可不計的干電池,待測金屬絲的直徑小于1mm,長度約為80cm,阻值約為3Ω,運用的電壓表有0~3V(內阻約為3kΩ)和0~15V(內阻約為15kΩ)兩個量程,電流表有0~0.6A(內阻約為0.1Ω)和0~3A(內阻約為0.02Ω)兩個量程,供限流用的滑動變阻器有:A.0~10Ω;B.0~100Ω;C.0~1500Ω三種,可供選擇的試驗電路有如圖所示的甲、乙兩種。用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖丙所示,則:(1)螺旋測微器的示數是mm。

(2)為減小測量電阻的誤差,應選用圖所示的電路。

(3)為了便于調整,應選用編號為的滑動變阻器。

(4)電壓表的量程應選用V。

(5)電流表的量程應選用A。

解析(1)螺旋測微器的讀數為0.5mm+30.6×0.01mm=0.806mm;(2)依據電源電動勢為1.5V可知,電壓表應選0~3V的量程;依據I=UR可求出通過待測電阻的最大電流為Imax=ERx=0.5A,所以電流表應選0~0.6A的量程;由于待測電阻(3)為使試驗時調整便利,滑動變阻器應選A;(4)依據(2)的分析可知,電壓表應選0~3V的量程;(5)依據(2)的分析可知,電流表應選0~0.6A的量程。答案(1)0.806(0.804~0.808均正確)(2)乙(3)A(4)0~3(5)0~0.62.(2024廣東汕頭高二上學期檢測)在“測定金屬絲的電阻率”的試驗中,某同學進行了如下測量:(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。其中一次測量結果如圖甲所示,金屬絲的另一端與刻度尺的零刻線對齊,圖中讀數為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。其中一次測量結果如圖乙所示,圖中讀數為mm。

(2)采納如圖所示的電路測量金屬絲的電阻。電阻的測量值比真實值(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)。

(3)請你依據電路圖在實物圖中進行實物連線。(電流表選0.6A量程,電壓表選3V量程)解析(1)由題圖刻度尺可知,其分度值為1mm,示數為24.12~24.16cm;由圖示螺旋測微器可知,其示數為:0.5mm+1.6×0.01mm=0.516mm;(2)采納安培表外接法,由于電壓表的內阻不是無窮大,電壓表有分流,從而電流表的測量值大于真實值,由R=UI可知,電阻的測量值小于真實值;由R=ρlS,R=UI,S=14πd2,可得(3)實物連接如下圖所示。答案(1)24.14(24.12~24.16均可)0.516(0.515~0.518均可)(2)偏小πd23.(2024山西運城高二上學期期末)在“測定金屬的電阻率”的試驗中,某同學所測的金屬導體的形態(tài)如圖甲所示,其橫截面為空心的等邊三角形,外等邊三角形的邊長是內等邊三角形邊長的2倍,內三角形為中空。(1)為了合理選用器材設計測量電路,他先用多用表的歐姆擋“×1”按正確的操作步驟粗測其電阻,指針如圖乙所示,則讀數應記為Ω。

(2)現利用試驗室的下列器材,精確測量它的電阻R,以便進一步測出該材料的電阻率ρ:A.電源E(電動勢為3V,內阻約為1Ω)B.電流表A1(量程為0~0.6A,內阻r1約為1Ω)C.電流表A2(量程為0~0.6A,內阻r2=5Ω)D.最大阻值為10Ω的滑動變阻器R0E.開關S,導線若干①請在圖丙虛線框內補充畫出完整、合理的測量電路圖。②先將R0調至最大,閉合開關S,調整滑動變阻器R0,登記各電表讀數,再變更R0進行多次測量。在所測得的數據中選一組數據,用測量的量和已知量來計算R時,若A1的示數為I1,A2的示數為I2,則該金屬導體的電阻R=。

③該同學用直尺測量導體的長度為L,用螺旋測微器測量了外三角形的邊長a。測邊長a時,螺旋測微器讀數如圖丁所示,則a=mm。用已經測得的物理量I1、I2、L、a及題中所給物理量可得到該金屬材料電阻率的表達式為ρ=。

解析(1)用表的歐姆擋“×1”按正確的操作步驟粗測其電阻,由圖乙所示表盤可知,讀數為:6×1Ω=6Ω。(2)①給出的器材中只有電流表,沒有電壓表,但其中一