物理必修第三冊3 實驗：導體電阻率的測量優(yōu)秀課后練習題-試卷下載-教習網(wǎng)

?11.3實驗: 導體電阻率的測量
課后培優(yōu)練級練

培優(yōu)第一階——基礎過關練
1．小明同學在某次使用20分度的游標卡尺時看錯了分度，讀出來的錯誤讀數(shù)為，則該尺的主尺刻線上有一條與游標尺某刻線是對齊的，這條刻線的讀數(shù)為（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】因為游標卡尺有三種分度，分別是10分度、20分度和50分度，因為10分度的精確度為0.1mm，而小明讀出來的錯誤讀數(shù)為，可見是把20分度看成了50分度，因為游標卡尺讀數(shù)為主尺上整數(shù)刻度加上游標尺對齊格子數(shù)乘以精確度，所以即游標尺上第9格與主尺上某刻度對齊，設主尺上該刻度為x，因為游標尺的每小格為0.98mm，則由題意得解得
故選B。
2．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，下列說法中正確的是（　　）
A．用伏安法測金屬絲的電阻時，可采用電流表內接法
B．實驗中應調節(jié)滑動變阻器，取得多組U和I的值，然后求出電阻平均值
C．應選用毫米刻度尺測整根金屬絲的長度三次，然后求出長度平均值
D．實驗中電流強度大小可不加要求
【答案】B
【詳解】A．金屬絲電阻很小，與電壓表內阻相差很大，與電流表內阻可以比擬，為了減小系統(tǒng)誤差，應采用電流表外接法，故A錯誤；B．為減小實驗誤差，應進行多次測量求平均值，故B正確；C．應測量出金屬絲連入電路的有效長度三次，求平均值，而不是測整根金屬絲長度，故C錯誤；D．金屬絲的電阻率隨溫度的改變而改變，為盡可能保持電阻率不變，應盡可能保持溫度不變，所以實驗中應控制通過金屬絲的電流不要太大，故D錯誤。故選B?！军c睛】測量金屬絲電阻率的實驗中，為減小實驗誤差應進行多次測量求平均值，實驗時電流不能太大，以避免金屬絲溫度發(fā)生較大變化而使實驗誤差較大，根據(jù)實驗注意事項分析答題。本題考查實驗誤差分析，對于測量過程中不可避免的偶然誤差，往往通過多次測量求平均值來減小。
3．（多選）如圖所示為滑動變阻器示意圖，下列說法中正確的是（　?。?br />
A．a(chǎn)和b串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻增大
B．b和d串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻減小
C．b和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻增大
D．a(chǎn)和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻增大
【答案】BD
【詳解】A．a(chǎn)和b連入電路時，當滑片P向右滑動時，不會改變電阻絲長度，電阻不變，故A錯誤；B．b和d連入電路時，連入路中的電阻絲是Pb部分。當滑片P向右滑動時，Pb電阻絲長度減小，電阻減小，B正確；C．b和c連入電路時，連入路中的電阻絲是Pb部分。當滑片P向右滑動時，Pb電阻絲長度減小，阻減小，故C錯誤；D．a(chǎn)和c連入電路時，連入電路中的電阻絲是aP部分，當滑片P向右滑動時，aP電阻絲長度變長，電阻變大，故D正確。故選BD。
4．（1）圖甲中游標卡尺的讀數(shù)為___________mm；
（2）圖乙中螺旋測微器的讀數(shù)為___________mm；

【答案】???? 50.50???? 4.200
【詳解】[1]游標卡尺的精確度是0.05mm，則讀數(shù)為50mm+10×0.05mm=50.50mm[2]螺旋測微器讀數(shù)為4.0mm+20×0.01mm=4.200mm
5．某實驗小組測量某圓柱復合材料的電阻率。
（1）該實驗小組分別用20分度的游標卡尺、螺旋測微器測量其長度和直徑，某次測量結果如圖甲、乙所示。該圓柱復合材料的長度___________cm，直徑___________mm；

（2）該實驗小組用如圖丙所示實驗電路測量其電阻值。閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于___________端（填“a”或“b”）；

（3）某次實驗時，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，若用表示該圓柱復合材料的電阻的測量值，則該測量值比真實值偏___________（填“大”或“小”）。導致此誤差的原因是___________；
（4）用實驗過程中測量的物理量對應的字母表示電阻率，則該圓柱復合材料電阻率的表達式為___________。
【答案】???? 17.650???? 0.440##0.439##0.441???? a???? 小???? 電壓表分流????
【詳解】（1）[1]20分度游標卡尺的精確值為，由圖甲可知該圓柱復合材料的長度為[2]螺旋測微器的精確值為，由圖乙可知該圓柱復合材料的直徑為（2）[3]閉合開關前，為保證電表安全，應使電表讀數(shù)從最小開始，滑動變阻器的滑片應置于端；（3）[4][5]由電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，使得電流表讀數(shù)比流過待測電阻的真實電流大，故有可知測量值比真實值偏小，導致此誤差的原因是電壓表的分流。（4）[6]根據(jù)電阻定律可得
6．（1）如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺，它們的游標尺自左向右分別為10分度、20分度、50分度，它們的讀數(shù)依次為________mm、________mm、________mm。

（2）某同學用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時，他應先轉動________使F靠近小球，再轉動________使F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動________使F固定后讀數(shù)（填儀器部件字母符號）。正確操作后，螺旋測微器的示數(shù)如圖戊所示，則小球的直徑是______mm。

【答案】???? 17.6???? 23.25???? 3.20???? D???? H???? G???? 6.700
【詳解】（1）[1]圖甲讀數(shù)：整毫米是17mm，不足1毫米數(shù)是6×0.1mm＝0.6mm，最后結果是17mm＋0.6mm＝17.6mm[2]圖乙讀數(shù)：整毫米是23mm，不足1毫米數(shù)是5×0.05mm＝0.25mm，最后結果是23mm＋0.25mm＝23.25mm[3]圖丙讀數(shù)：整毫米是3，不足1毫米數(shù)是10×0.02mm＝0.20mm，最后結果是3mm＋0.20mm＝3.20mm（2）[4][5][6][7]用螺旋測微器測小球直徑時，先轉動粗調旋鈕D使測微螺桿F靠近被測小球，再轉動微調旋鈕H使測微螺桿F夾住小球，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動止動旋鈕G使F固定后讀數(shù)，讀數(shù)為6.5mm＋20.0×0.01mm＝6.700mm
7．小張同學打算測量某種由合金材料制成的金屬絲的電阻率ρ。待測金屬絲的橫截面為圓形。實驗器材有毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表（內阻幾千歐）、電流表（內阻幾歐）、滑動變阻器、電源、開關、待測金屬絲及導線若干。
（1）用毫米刻度尺測量其長度，用螺旋測微器測量其直徑，結果分別如圖甲和圖乙所示。由圖可知其長度L=___________cm，直徑D=___________mm；

（2）該同學計劃用U-I圖像法求出金屬絲電阻的阻值，實驗獲取數(shù)據(jù)時要求電壓從0開始變化。請將圖丙所示實物電路圖中所缺部分導線補全___________；
（3）圖丁是實驗中根據(jù)測得的6組電流I、電壓U的值描的點，由圖求出的電阻R=___________Ω（保留3位有效數(shù)字）；
（4）待測金屬絲的電阻率的表達式為ρ=___________（用字母R、D、L表示）。
【答案】???? 59.40???? 0.434##0.433##0.435???? 圖見解析???? 5.81（5.60~6.00均對）????
【詳解】（1）[1] [2]金屬絲長度測量值為59.40 cm；螺旋測微器的示數(shù)為43.4×0.01 mm=0.434 mm即金屬絲直徑的測量值為 0.434 mm；（2）[3]實驗要求電壓從0開始變化，故滑動變阻器采用分壓式接法。金屬絲電阻較小，電流表采用外接法，電路圖如圖1所示；

（3）[4]描點連線，如圖2所示。根據(jù)圖線的斜率可得R≈5.81 Ω（4）[5]由電阻定律可知，又所以聯(lián)立解得
8．在“測定金屬絲的電阻率”實驗中：

（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D，示數(shù)如圖甲所示，D=___________ mm。
（2）某小組利用電流表（內阻約0.1 Ω）、電壓表（內阻約3 kΩ）等器材測金屬絲電阻，要求電壓和電流均從0開始測量，得到多組電流、電壓數(shù)據(jù)，求出金屬絲的電阻Rx=50 Ω。他們采用的是圖乙中的___________電路圖，Rx的真實值___________（填“大于”“小于”或“等于”）50 Ω。

【答案】???? 2.704##2.705##2.706##2.707##2.708???? A???? 小于
【詳解】（1）[1] 根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)則，金屬絲的直徑D=2.5 mm＋20.6×0.01 mm=2.706 mm（2）[2] [3] 根據(jù)題述，要求電壓和電流均從0開始測量，得到多組電流、電壓數(shù)據(jù)，則滑動變阻器應該為分壓接法，由于Rx>所以應采用電流表內接法測量，他們采用的是A電路圖。由于電流表有分壓作用，故電壓表的示數(shù)大于電阻Rx兩端的實際電壓，則Rx的真實值小于測量值50 Ω。
9．（1）小余同學在拆卸玩具時，發(fā)現(xiàn)一根很特別的金屬絲，準備測量一下它的電阻率，首先他利用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，某次測量時，螺旋測微器的示數(shù)如圖1所示，則該金屬絲直徑的測量值d=_______mm。
???????
（2）為了測出比較準確的電阻率，他利用現(xiàn)有器材設計了如圖2所示的電路，比較準確的測量了金屬絲的電阻Rx。實驗中除開關、若干導線之外還能利用器材：
A．待測合金絲Rx（接入電路部分的阻值約4 Ω）
B．電源（電動勢4 V，內阻不計）
C．電流表（0~0.6 A，內阻為1Ω）
D．靈敏電流計G（滿偏電流Ig為200μA，內阻rg為500Ω）
E．滑動變阻器（0~10 Ω，允許通過的最大電流2A）
F．滑動變阻器（0~100 Ω，允許通過的最大電流1 A）
G．電阻箱R0（0~99999.9Ω）
為了調節(jié)方便，實驗中滑動變阻器應選___________。（填儀器前面的字母代號）
（3）該同學按照圖2的電路連接實物圖，請將剩下的實物圖補充完整____。
（4）若該同學想將電流計改裝成0~3V的電壓表，則將電阻箱接入電路的阻值調為R0=______Ω，改變滑動變阻器接入電路的電阻值，進行多次實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出了靈敏電流計G的示數(shù)IG和電流表A的示數(shù)IA的關系圖線如圖3所示。由此可知，金屬絲接入電路的電阻測量值Rx=_______Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】???? 1.170???? E???? ???? 14500???? 3.4
【詳解】(1)[1]金屬絲直徑的測量值(2)[2]為了調節(jié)方便，實驗中滑動變阻器應選最大阻值較小的，即選E；(3)[3]按照圖2的電路連接實物圖，如圖

(4)[4]將電流計改裝成0~3V的電壓表，則將電阻箱接入電路的阻值調為R0，則有解得[5]根據(jù)歐姆定律，有整理，可得結合圖像，有解得
培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練
10．某同學根據(jù)圖甲的電路連接器材來“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”。實驗時多次改變電阻絲接入電路的長度l、調節(jié)滑動變阻器的阻值，使電流表的讀數(shù)I達到某一相同值時記錄電壓表的示數(shù)U，從而得到多個的值，作出圖像，如圖乙所示。

（1）滑動變阻器應選_______（選填“”或“”）。
（2）開關閉合前，滑動變阻器的滑片應該移動到________端（選填“a”或“b”）。
（3）在某次測量時，量程為的電壓表的指針位置如圖所示，則讀數(shù)_______V。
（4）已知電阻絲的橫截面積為，則電阻絲的電阻率為_________（結果保留2位有效數(shù)字）。
（5）本實驗中電流表的內阻為_________（結果保留2位有效數(shù)字）。
【答案】???? ???? a???? 1.50V???? （）???? （）
【詳解】（1）[1]為方便實驗操作，在實驗中應選擇的滑動變阻器；（2）[2] 為了保護電路，開關閉合前，滑動變阻器的滑片應該移動到a端；（3）[3]電壓表讀數(shù)為1.50V；（4）[4]由得
則圖像斜率則（5）[5]圖乙中圖線方程可寫為由圖乙可計算得當l=0時，電壓表測電流表兩端電壓，為電流表的內阻，為。
11．在做《測定金屬的電阻率》的實驗中，若待測電阻絲的電阻約為，要求測量結果盡量準確，備有以下器材：
A．電池組（、內阻約）???????B．電流表（，內阻約）
C．電流表（，內阻約）???????D．電壓表（，內阻約）
E．電壓表（，內阻約）???????F．滑動變阻器（，允許最大電流）
G．滑動變阻器（，允許最大電流）?????H.開關、導線
（1）上述器材中應選用的是___________。（只填寫字母代號）
（2）圖甲是未完成的實物連線圖，圖中為待測導體右端接線柱，為電流表正極接線柱，為滑動變阻器左上端接線柱，為滑動變阻器左下端接線柱。則導線①應連接___________（填“”或“”）。導線②應連接___________（填“”或“”）；此時最終電阻的測量值___________（填“偏大”或“偏小”）。

（3）該同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)得到的伏安特性曲線如圖乙所示，圖中段向上彎曲的主要原因是___________。
（4）某次用螺旋測微器測金屬絲直徑為，用游標卡尺測金屬絲的長度為，電壓表和電流表的示數(shù)分別為、，寫出該金屬絲的電阻率的表達式___________（用、、、表示）。
【答案】???? ACDFH???? ???? ???? 偏小???? 隨著電阻絲中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大????
【詳解】（1）[1]該實驗中電池組A、開關和導線H是必需的，電池組電動勢為3V，為了使電表能達到適當?shù)钠D幅度，因此電壓表應選D，最大電流，電流表選C，根據(jù)圖乙可知，待測電阻兩段的電壓從零開始變化，因此滑動變阻器采用分壓式接法，為了便于分壓，應選擇阻值較小的滑動變阻器F，故選ACDFH。（2）[2]由于待測電阻因此電流表應采用外接法，故導線①應連接a。[3]因滑動變阻器采用分壓接法，故導線②應連接d。[4]因采用的是電流表外接法，待測電阻兩段的電壓測量值為真實值，待測電阻電流測量值大于真實值，根據(jù)歐姆定律可得，最終電阻的測量值偏小。（2）[5]段向上彎曲，即圖像上點斜率增大，電阻增大，主要原因隨著電阻絲中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大。（2）[6]根據(jù)歐姆定律有根據(jù)電阻定律有解得
12．某實驗小組為了測定自來水的電阻率，把粗細均勻的圓柱形玻璃管中注滿自來水，玻璃管兩端用橡皮塞住管口，用鐵釘引出進行測量，進行如下實驗：
（1）在注水前，用游標卡尺測玻璃管內徑如圖所示，則該玻璃管的內徑為_______mm；

（2）用多用電表歐姆擋的“”倍率，對玻璃管中水的電阻進行測量，結果如圖所示。

（3）為了較精確測量水柱的阻值，實驗小組采用圖所示的實驗電路進行實驗。

①請在答題紙中根據(jù)該實物圖完成對應的電路圖_______。
②在閉合開關之前，應把滑動變阻器的滑片P置于最_______端（填“左”或“右”）。
③實驗時電流表采用的量程為，內阻約為的微安表：電壓表選用0~3V檔，內阻約為，閉合開關后調節(jié)活動變阻器的滑動片，發(fā)現(xiàn)電壓表的偏轉角度很小，測得的數(shù)據(jù)如下：

0.08
0.20
0.30
0.40
0.50
0.55

25
78
117
145
185
195

④實驗小組根據(jù)測得數(shù)據(jù)畫出自來水柱的I-U圖象，得到電阻值為，與多用電表測量值相差極大。試分析出現(xiàn)這種情況的主要原因：___________。
【答案】???? 22.50????
???? 左???? 見解析
【詳解】（1）[1]該游標卡尺為分度游標卡尺，圖中讀數(shù)為即該玻璃管的內徑為；（3）① [2] 對應的電路圖如圖所示② [3]在閉合開關之前，為了使電表讀數(shù)從最小開始，應把滑動變阻器的滑片P置于最左端；④ [4]電路圖中電流表采用外接法，由于自來水柱的電阻比電壓表內阻大得多，電壓表的分流很大，使得電流表的讀數(shù)比流過自來水柱的真實電流大得多，則有
13．某同學用如圖甲所示的電路測量一未知電阻的阻值，有以下器材可供選擇。
待測電阻Rx（阻值約為10Ω）；
電壓表V1（量程為6V，內阻約為2kΩ）；
電壓表V2（量程為15V，內阻約為10kΩ）；
電流表A1（量程為0.6A，內阻約為0.2Ω）；
電流表A2（量程為3A，內阻約為0.02Ω）；
單刀雙擲開關；
滑動變阻器R（最大阻值為10Ω，允許通過的最大電流為2A）；
電源E（電動勢為12V，內阻忽略不計）；
單刀單擲開關；
導線若干。

（1）為了較準確地測出待測電阻的阻值，電壓表應選擇___________，電流表應選擇___________。
（2）如圖乙所示為電路對應的實物圖，請用筆畫線代替導線將實物圖補充完整。( )

（3）進行測量時，單刀雙擲開關應擲于___________（填“a”或“b”）處，該電阻的測量值_________（填“>”“=”或“

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