11.3实验：导体电阻率的测量同步检测—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第三册

1、第十一章电路及其应用第3节实验：导体电阻率的测量1.如图甲所示，20分度游标卡尺的读数是 cm；如图乙所示，螺旋测微器的读数是 mm.101112 cmL i I J，L L L L L 1 1 I I1 I 一I 1 1 J 1 u 1 1 1 |J05W15甲2. (1)用游标卡尺测量一小球的直径，结果如图 1,此读数为 (2)用螺旋测微器测量一金属丝的直径，结果如图 2,此读数;2|3 m1 mi .111 LJi.il Hi fln 0110图13.某同学用游标为 20分度的卡尺测量一薄金属圆板的直径 如图所不。由图可读出 D=cm, d=mm。4511111山1 illU山1&quo

2、t;山L L111山11/* -1 10”520g川乙 _ 。图2D,用螺旋测微器测量其厚度d,示数金-30,LUJ =|iui|iii I m I iiu CIG204.用螺旋测微器测金属棒直径为 mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm.5.某同学利用螺旋测微器对小球的直径进行测量，螺旋测微器的结构如甲图所示。该同学在检查仪器时发现，由于该螺旋测微器的不恰当使用，使得当转动旋钮A使微测螺杆B旋至与砧台C靠紧时，此时螺旋测微器的读数应该为0.000mm,但该仪器的状态却如图甲中所示（图中所示效果略有夸大），这说明使用该螺旋测微器进行测量时，每次读数都会产生 mm的误差，该同学仍然使用这个

3、螺旋测微器进行测量。在进行了正确的操作后，螺旋测微器的状态如图乙所示，则该小球的直径的正确测量值应为 mm。6.某同学为了测量一均匀金属圆柱体的电阻率,完成下列步骤:用游标卡尺测量其长度，如图甲所示，其长度为 mm。（2）用螺旋测微器测量其直径，为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应旋紧图乙中的部件（填A " B “ C “或D "），从图乙中可知其直径为 mm o（3）若用伏安法测得流经圆柱体的电流为I ,圆柱体两端的电压为 U ,圆柱体的直径和长度分别用D和L表示，则该圆柱体的电阻率 （用I , U, D和L表示）.7 .在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫

4、米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“ 0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。乙金属丝的有效长度 L为 cm,直径 D为 mm,电阻 R为 Q（2）将测得的数据代入公式 ,即可求出金属丝的电阻率。（用第（1）问给出的字母表示）8 .某学生用如图甲所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab（电阻约10 q允许流过的最大电流 0.8 A）,稳恒电源E（电源输出电压恒为 E=12 V）,电压表V（量程为3V,内阻约为5 k 保护电阻：R1 = 10 q R2=

5、 30 q R3=200 q刻度尺、螺旋测微器，开关s,导线若干等.实验时的主要步骤如下：用刻度尺量出导线 ab的长度L,用螺旋测微器测出导线的直径d.按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好.闭合开关S,移动接线触片 P,测出aP长度x,读出电压表的示数 U.描点作出U-x曲线求出金属导线的电阻率稳恒电源Rb完成下列填空:(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图乙所示，该金属导线的直径mm.(2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R应选(3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U给出的U-x图线如图丙.(用实验器材中给出的物理量所示，其中图

6、线的斜率为 k,则金属导线的电阻率p=字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)9 .某实验小组为了测定圆柱型导体的电阻率，进行了如下实验：分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱型导体的长度L和直径d进行测量。结果如图甲、乙所示,其读数分别是 L=mm , d=mm 。(2)实验小组采用伏安法进行了电阻测量，如图丙所示。读取电压表和电流表的示数分别为U、I,则计算电阻率的表达式为 尸。(结果用U、I、L、d表示)。由这个实验得到的测量 结果 电阻R的真实值。(选填“ >"、“<”或“=”)二三二一10 .某同学要测定某金属丝的电阻率，金属丝的电阻约为6QO(1)用螺旋测微器测出金属

7、丝的直径d,读数如图甲所示，则直径 d=mm。（2）为了测定金属丝的电阻，实验室提供了以下器材：A.电压表03V15V,内阻约为10k 或50k B.电流表00.6A3A ,内阻约为 0.5 0 0.1 QC.滑动变阻器050D.滑动变阻器05000 QE.两节干电池F.开关及导线若干在本实验中，电压表的量程应选 V,电流表的量程应选 A;滑动变阻器应选（填仪器前 的字母），合适的电路图应为乙图中的 。（3）调节滑动变阻器，测量多组电压、电流的值，作出 U-I图像，如图丙所示，由图像求得金属丝的电阻为Rx= （结果保留两位有效数字），若测得金属丝的长为 L,金属丝的直径d,则 金属丝的电阻率

8、尸 （用物理量符号表示）。11 .某同学欲测定一捆导线的直径和实际长度。甲乙除去这捆导线两头的一小段导线的橡胶，用螺旋测微器测得其横截面直径的示数如图甲所示，则其直径d=mm ;（2）按正确的操作步骤，用多用电表的电阻挡粗测得这捆导线的电阻Rx约为120 Q（3）为了更精确地测量这拥导线的电阻Rx,采用图乙所示电路，提供的器材有A.蓄电池E （电动势为4V,内阻不计）；B.电压表V （量程为3V,内阻约为3k Q）；C.电流表Ai （量程为600mA,内阻约为0. 05妞D.电流表A2 （量程为30mA,内阻约为0.5 Q;E.滑动变阳器（最大阻值为 100允许通过的最大电流为 1.0A）;F

9、.开关S,导线若干。为了减小实验误差。电流表应选用 （选填" C”或" D”），接电压表导线的c端应接在。（选填" a”或" b”）处；闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片，根据电压表和电流表的示数测得这拥导线的电阻为126 Q；用同样的方法，按正确的操作步骤，测得 1 m长同样导线的电阻为 1.20则这捆导线的实际长度为 m。12 . “测定金属丝的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米 尺测量金属丝的长度l=0.8100m。金属丝的电阻大约为 4 ,先用伏安法测出金属丝的电阻，然后 根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。(1

10、)从图中读出金属丝的直径为 mm。(2)在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：A.直流电源：电动势约 3V,内阻很小B.电流表 A1：量程00.6A,内阻0.125C.电流表A2：量程03.0A,内阻0.025D.电压表V：量程03V,内阻3kE.滑动变阻器R1：最大阻值20F.滑动变阻器R2：最大阻值100G.开关、导线等在可供选择的器材中，应该选用的电流表是 (选填“ A1”或“ A2”)，应该选用的滑动变 阻器是 (选填“ R1”或“ R2”)。(3)根据所选的器材，甲、乙两组同学设计的实验电路图如图所示，其中合理的是 。(选 填“甲”或“乙”)(4)若

11、根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1,则这种金属材料的电阻率为 m。(保留二位有效数字)13 .实验室新进一批合金丝，某同学想用实验测定合金丝材料的电阻率:（1）在用螺旋测微器测量合金丝的直径时，先将合金丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动（选填"A：' "B7 "C或“D”，）直到听见 喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。从下图中的示数可读出合金丝的直径为mm。（该值接近多次测量的平均值）（2）用伏安法测合金丝的电阻Rx,已知合金丝接入电路长度为50cm,实验所用器材为:电池组（电动势3 V,内阻约1电流表（00.6 A,内阻约

12、0.1 ;） 电压表（03 V,内阻约3 kQ）;滑动变阻器R（020 Q,额定电流2 A）;开关、导线若干。该同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.020.060.150.200.290.350.47由以上实验数据可知，他测量 Rx是采用下图中的 图（选填 甲”或 忆”）(3)这个同学在坐标纸上建立 U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点。请在图中标出第 5、7次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=(保留两位有效数字)。昼钙胃口籥

13、！一夏而口籍三MsHiHinl运=H口H一EWW=甥h三一： »拄瞿H_=§USEi_ a ! B3 flaaa Bl! BIB 13HB5B SSSB9S2B HttB= sn EH8. all 1! SalUB *£ -*w*w w E Id =££ : =E±±n:=“：鬓：nniiIlM就H=n=i=;5BHn dm- a il- M 1u 1n_d u u VI.V44i4 _v v_i_44 4i H =££_»=套sastH=i»=s箕i=sstn整nls口患=ls

14、63;sc=:uisnsltsg_ 国期西s画 Hm用s-理 Hnlw三：韭国国国宙雪s眼阻语5田mn里 S-E HEEi aEIS! 考9K蓑口爵一近口主。专登裁 -1 BmHvssls Ia_3 IW1KW Bn 3aa4 HualH -1SIB BfiEEHB 111 1, -I w一二一-:;:3:rHn=曙史皆史案 :=!=豆三爵=1=HUUT =(4)根据电阻定律可得到合金丝的电阻率p=Q 伍(结果保留一位有效数字)14.做 测量金属丝的电阻率”实验。(1)用螺旋测微器测量金属丝直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d=mm o(2)在设计测量金属丝电阻 Rx的实验电路时需要思

15、考两个问题:如何选择电流表的接法?如图乙所示，某同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到 B点和C点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表 （填写内接”或外接”）的电路。图乙如何选择滑动变阻器的接法？已知待测金属丝的电阻约为 20实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Q,电源电动势为3V,需要选择滑动变阻器的 （填写分压式”或限流式”）接法。（3）图丙是测量金属丝电阻的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端。请根据（2）中选择的电路，完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压 表和电流表均处于安全状态 。（

16、4）请你写出金属丝电阻率的计算式 （用待测金属丝电阻的测量值Rx、直径的测量值d、长度的测量值L表示）。15 .某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径d,该金属管长Z0 0.5m,电阻约为6Q,已知这种金属的电阻率为6用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为 mm,应用 （选填“游标卡尺”或“毫米刻度尺”）测金属管线的长度L；(2)测量金属管线的电阻 R,为此取来两节内阻不计的干电池、开关和若干导线及下列器材:A.电压表03 V,内阻约10 k QB.电压表015 V,内阻约50 k QC.电流表00.6 A,内阻约 0.05 QD

17、.电流表03 A,内阻约0.01 QE.滑动变阻器，010 QF.滑动变阻器，01000 Q要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ,电流表应选;滑动变阻器选 (填序号)实验中实物接线如图 b所示，请指出接线中的两处明显错误：错误1： 错误2： (4)更正电路后测得电压表示数为U,电流表示数为I,请用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示)，推导出计算金属管线内径的表达式d=;16 .实验室购买了一捆标铜导线，小明同学想通过实验测定其长度。按照如下步骤进行操作：该同学首先使用螺旋测微器测得导线的直径如图(1)所示，则导线的直径 d=mm;(2)通过查阅资料查得铜的电阻率为p;使用多用电表

18、欧姆档初步估测其电阻约为（4）为进一步准确测量导线的电阻，实验室提供以下器材:A.直流电流表A （量程 00.6A,内阻 Ra=3Q）B.直流电压表Vi （量程03V,内阻约100 ）C.直流电压表V2 （量程015V,内阻约100 ）D.滑动变阻器Ri （阻值范围05口）F.滑动变阻器R2 （阻值范围0100 Q）G.直流电源E （输出电压3V,内阻不计）H.开关S一个、导线若1为了得到尽量多的测量数据并精确的测定标铜导线的电阻，实验中应选择的电压表是（用所选器材前的字母表示）；选择的滑动变阻器是（用所选器材前的字母表不）；按实验要求在图（2）中，还需要连接的接线柱有“cd” 等）；（填相应

19、接线柱的符号，如“ ab若测得电压表的读数为 U,电流表的读数为I,则可得铜导线的长度可表示为L=（用题目提供的已知量的字母表示）；17. （1）在 测定金属的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使用普通刻度尺，应使用螺 旋测微器.螺旋测微器的精确度为 mm,用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如 图所示，从图中读出金属丝的直径为 mm.（2）如果测出金属丝接入电路的长度1、直径d和金属丝接入电路时的电流 I和其两端的电压 U,就可求出金属丝的电阻率.用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为P =（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Q,在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被

20、测电阻丝外，选用了如下实验器材：A.直流电源：电动势约 4. 5 V,内阻不计；B.电流表A；量程00. 6 A,内阻约0. 125Q；C.电压表V：量程。3 V,内阻约3 k阿D.滑动变阻器R:最大阻值10Q;E.开关、导线等.在以下可供选择的实验电路中，应该选图 （填 甲”或E”），选择的接法为 接法（填 内”或 外”），此接法测得的电阻值将 （填大于"、小于”或等于“）被测电阻的实际阻值.（4）根据所选实验电路图，在实物图中完成其余的连线 .在闭合开关S前，滑动变阻 器的滑片应置在 （填 最左”或 最右”）端.（5）根据所选量程，某次实验两电表的示数如图，则读数分别为 V和 A

21、 .6 6）若某次实验测得接入电路金属丝的长度为0. 810m,算出金属丝的横截面积为0. 81X10 （保留二位6m2,根据伏安法测出电阻丝的电阻为4. 1Q,则这种金属材料的电阻率为有效数字）18.有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N,如图（a）所示。用多用电表电阻挡测得MN间的电阻膜的电阻约为 100 。陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。国图巾某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。A.毫米刻度尺B.游标卡尺C.电流表A1 （量程050 mA,内阻约10Q）D.电流表A2 （量程00.6A,内阻约0.6Q）E.电压表V1 （量程3V,内阻约

22、5 kQ）F.电压表V2 （量程15V,内阻约15 kQ）G.滑动变阻器R1 （阻值范围020Q,额定电流1.5A）H.滑动变阻器R2 （阻值范围0100Q,额定电流1A）I.电源E （电动势6V,内阻可不计）J.开关一个，导线若干他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为1,用游标卡尺测量该陶瓷管的外径，其示数如图（b）所示，该陶瓷管的外径 D =cm ;为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选用电流表 ,电压表,滑动 变阻器;（填写器材前面的字母代号）在方框中画出实验电路图 ;连接好电路后移动滑片，闭合开关。改变滑动变阻器接人电路的电阻，记录多组电压表的读数和电流表的读数，根据数据做出

23、电压 一电流图像（题图线为一条直线），并计算出图线的斜率为 ko若 镀膜材料的电阻率为 ，计算电阻膜厚度d的数学表达式为d= （用题目给出的已知量符号或数学常数的符号表示）。19.在 测定金属丝的电阻率”的实验中，待测电阻丝阻值约为 6a.用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,其中一次测量结果如图所示，图中读数为d =mm.（2）为了测量电阻丝的电阻 R,除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：电压表Vi,量程3V,内阻约3kQ电压表V2,量程15V,内阻约ioka电流表Al,量程0.6A,内阻约0.2 Q电流表A2,量程100（A,内阻约2000 a滑动变阻器Ri. 0. 1750 a额定电流

24、0.3A滑动变阻器 R2. 0. 50口额定电流1A电源E1 （电动势为1.5V,内阻约为0.5 Q.电源E2 （电动势为3V,内阻约为1.2 Q.为了调节方便，测量准确，请选用适当的实验器材，在图2 方框中画出测量电阻丝电阻应采用的电路图，并在图中标明所选器材的符号（3） 已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为L ，请用测量值表示计算材料电阻率的公式P=（注明测量值所用符号）20.在 测定金属的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5Q,要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：A.电池组（3V,内阻约1 ）B.电流表（03A,内阻约0.0125 9C.电流表（00.6A,内阻约