鲁科版高中物理必修第3册课后习题 第3章 恒定电流 第6节 科学测量 金属丝的电阻率.docVIP

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第6节科学测量:金属丝的电阻率

课后篇素养形成

合格考达标练

1.如图所示,用电流表和电压表测量电阻RA,电压表示数为2.50V,c端与a端相连时,电流表示数为5.00mA,电压表示数为2.30V,比较这两次结果正确的是()

A.电阻的真实值更接近543Ω,且大于543Ω

B.电阻的真实值更接近543Ω,且小于543Ω

C.电阻的真实值更接近460Ω,且大于460Ω

D.电阻的真实值更接近460Ω,且小于460Ω

解析比较两次的电压表读数,可知ΔU=0.20V,则ΔUU=0.202.50=0.08;电流变化ΔI=0.4mA,则

答案B

2.某兴趣小组通过实验测量澧水河水的电阻率,现备有一根粗细均匀的玻璃管(两端各有一个圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计),电压表(量程12V、内阻约为1000Ω),电流表(量程100μA、内阻约为5Ω),滑动变阻器(10Ω、1A),电池组(电动势为12V,内阻不计),开关,导线,游标卡尺,螺旋测微器,待测样品水(电阻约为200kΩ)。

请回答下列问题:

(1)如下图所示,用游标卡尺测量样品水的长度L=mm,螺旋测微器测出直径d=mm。?

(2)为了精确测量,测量电路图应选。?

解析(1)用游标卡尺测量样品水的长度L=70mm+0.05mm×12=70.60mm;螺旋测微器测出直径d=6.5mm+0.01×8.0mm=6.580mm。

(2)比较待测水样的电阻、电压表的内阻和电流表的内阻可知,待测水样的电阻远大于电流表的内阻,则应该采用电流表内接;滑动变阻器用分压电路,则电路图D正确。

答案(1)70.606.580(2)D

3.某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。

(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如上图,则直径为D=mm,圆柱体的长度为L=mm;?

(2)为了测量出该金属的电阻,该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线;

(3)如图丙所示,实验中当把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于a点,这时测得的电阻值比真实值偏(选填“大”或“小”);?

(4)实验测得工件两端的电压为U,通过的电流为I,写出该工件材料电阻率的表达式ρ=(用已测量的物理量相应的字母表达)。?

解析(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为1.5mm+11.0×0.01mm=1.610mm

由图示游标卡尺可知,其示数为38mm+7×0.05mm=38.35mm。

(2)根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(3)若实验时把电压表的右端接于a点,电压表测量值等于真实值,而电流表测量值大于真实值,因此依据R=UI

(4)电阻:R=U

由电阻定律可知:R=ρLS=ρ

则电阻率为ρ=πU

答案(1)1.61038.35

(2)

(3)小(4)π

4.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出待测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。

(1)请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=(用上述测量的字母表示)。?

(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图甲、乙所示,则金属丝长度的测量值为l=cm,金属丝直径的测量值为d=mm。?

(3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差。按如图丙所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。

丙

利用该电路进行实验的主要操作过程是:

第一步:先将R2的滑片调到最左端,单刀双掷开关S2掷向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。

第二步:保持两滑动变阻器的滑片位置不变,将单刀双掷开关S2掷向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。

请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx=。?

答案(1)π

(2)36.50(36.48~36.52均可)0.797(0.795~0.798均可)

(3)U

等级考提升练

5.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:

(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选