课时跟踪检测(十三) 实验：导体电阻率的测量

PAGE第5页共5页课时跟踪检测(十三)实验：导体电阻率的测量1．在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，在测量其电阻时应选择的电路是下列图中的()解析：选D金属的阻值较小，在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压式接法，D正确。2．读出螺旋测微器的读数。图甲读数为________mm；图乙读数为________cm。解析：甲图读数为：2mm＋32.0×0.01mm＝2.320mm乙图读数为：13.5mm＋37.0×0.01mm＝13.870mm＝1.3870cm。答案：2.3201.38703．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。(1)由图读得圆柱体的直径为______________mm，长度为____________cm。(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________。解析：(1)圆柱体的直径为1.5mm＋34.2×0.01mm＝1.842mm；长度为42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm。(2)由欧姆定律R＝eq\f(U,I)和电阻定律R＝eq\f(ρL,S)，联立得ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(US,IL)＝eq\f(πD2U,4IL)。答案：(1)1.842(1.841～1.844均可)4．240(2)eq\f(πD2U,4IL)4．在“测定金属的电阻率”的实验中：(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图甲所示，则金属丝的直径为d＝________mm。(2)某同学设计了如图乙所示的电路测量该金属丝的电阻(阻值约3Ω)。可选用的器材规格如下：电源E(电源电压为3V，内阻不计)；电流表A(0～0.6A，内阻约0.5Ω)；电流表G(0～10mA，内阻为50Ω)；滑动变阻器R1(阻值0～5Ω，额定电流2A)；滑动变阻器R2(阻值0～1kΩ，额定电流1A)；定值电阻R3＝250Ω；定值电阻R4＝2500Ω；开关S和导线若干。①为了便于操作，并使测量尽量精确，定值电阻应选________，滑动变阻器R应选________。②某次测量时电流表G的读数为5.0mA，电流表A示数为0.50A，计算Rx的准确值为Rx＝________(计算结果保留3位有效数字)。解析：(1)由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为0.5mm，可动刻度示数为30.0×0.01mm＝0.300mm，螺旋测微器示数为0.5mm＋0.300mm＝0.800mm。(2)①根据闭合电路欧姆定律和电流表最小读数，可求出电路中需要的最大电阻为R＝eq\f(E,I)＝eq\f(3,\f(1,3)×0.6)Ω＝15Ω，由于待测电阻为3Ω，所以滑动变阻器应用R1，根据分压原理，R支＝eq\f(E,IG)＝eq\f(3,0.01)Ω＝300Ω，故定值电阻选R3。②根据欧姆定律，由Rx＝eq\f(IGR3＋r,IA－IG)＝eq\f(0.005×250＋50,0.50－0.005)Ω≈3.03Ω。答案：(1)0.800(2)①R3R1②3.03Ω5．(1)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示(已知电流表选0.6A量程，电压表选3V量程)，则它们的读数值依次是______mm、____________A、__________V。(2)已知实验中所用的电流表内阻约几欧，电压表内阻约20kΩ，则本实验电路应当采用图丁中的______(填“A”或“B”)，用此电路测量的金属丝电阻比真实值偏________(填“大”或“小”)。(3)若测得电流为I、电压为U，金属丝的长度为L，直径为d，则该金属丝的电阻率ρ＝________(用题中字母代号表示)。解析：(1)螺旋测微器的读数为d＝0.5mm＋2.6×0.01mm＝0.526mm；电流表的读数为I＝0.42A；电压表的读数为U＝2.25V。(2)根据题意，待测电阻阻值远小于电压表内阻，故电流表应用外接法，故电路图A应为采用的最佳电路。此电路中，由于电压表的分流作用，故测量的金属丝电阻比真实值偏小。(3)根据欧姆定律R＝eq\f(U,I)，由电阻定律得金属丝电阻为R＝ρeq\f(L,\f(1,4)πd2)，解得：ρ＝eq\f(πd2U,4IL)。答案：(1)0.5260.422.25(2)A小(3)eq\f(πd2U,4IL)6．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm。(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组(输出电压为3V)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干。某小组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/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的______(填“甲”或“乙”)图。(3)如图是测量Rx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置于变阻器的一端。请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。(4)这个小组的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4个坐标点。请在图中标出第2、4、6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＝________Ω(保留两位有效数字)。(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为______(填选项前的符号)。A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m解析：(1)螺旋测微器的读数为0＋39.8×0.01mm＝0.398mm。(2)由实验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω。由题知Rx≪RV，故电流表外接。若滑动变阻器为限流式接法，则Rx两端的电压最小值Umin＝eq\f(5,20＋5＋0.1)×3V≈0.6V，而从实验数据可知Rx两端最小电压为0.10V，因此滑动变阻器应采用分压式接法，故采用甲图。(3)实物图的连线如图所示。(4)选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图所示。图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)≈4.4Ω