统编鲁科版高中必修第三册《第6节科学测量：金属丝的电阻率》课时练习题(2)-高中物理试题

课堂检测·素养达标1.(多选)做“测定金属的电阻率”实验时,除待测的金属丝、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和足够的导线外,还需要下列哪些实验器材()A.螺旋测微器 B.游标卡尺C.米尺 D.直流电源【解析】选A、C、D。测量金属丝的长度用米尺,测量金属丝的直径用螺旋测微器,还需直流电源,故A、C、D正确。2.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度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R。(1)请写出测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。

【解析】(1)由R=ρlS及S=14πd2可得,ρ=(2)由于刻度尺的最小分度值是0.1cm,所以应估读到0.01cm,则金属丝的长度为l=36.50cm,金属丝的直径为d=0.5mm+36.5×0.01mm=0.865mm。答案:(1)π(2)36.50(36.48～36.52均可)0.865(0.863～0.867均可)3.图中所示器材,为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材。(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图中的实验电路图连接完整。(2)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于________。(选填“A端”“B端”或“AB中间”)

【解析】(1)根据电路图连接实物图,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表选取0～3V量程,小灯泡电流较小,电流表选取0～0.6A的量程,因为灯泡的电压和电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,由于灯泡的电阻比较小,则电流表采取外接法,在连接实物图时注意电表的极性。如图。(2)开关S闭合之前,滑动变阻器滑动到B端,使得测量电路中起始的电流、电压为零,起保护作用。答案:(1)见解析图(2)B端4.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲,示数L=________cm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,示数D=________mm。

(2)用伏安法测出金属丝的电阻为R,则金属电阻率的表达式ρ=________(用题中所给字母表示)。

【解析】(1)由图示游标卡尺可知,其示数:L=100mm+10×0.05mm=100.50mm=10.050cm;由图示螺旋测微器可知,其示数:D=0mm+39.8×0.01mm=0.398mm;(2)由电阻定律可得:R=ρLS=ρLπ(D2答案:(1)10.0500.398(2)π5.(1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量一根铜丝的直径d,螺旋测微器的测量精度为________mm;其中一次测量结果如图所示,读数为d=________cm。

(2)为了提高电阻率的测量精度,以下措施不必要的是________。

A.金属丝长度应为有效长度,即接入测量电路时两端的接触点之间的长度B.长度用米尺测量三次,求平均值C.滑动变阻器采用分压式接法D.测量直径时,应在不同部位测三次求平均值【解析】(1)螺旋测微器的精度为0.01mm,主尺读数为10mm,可动刻度读数为29.5×0.01mm,所以读数为10mm+29.5×0.01mm=1.0295cm。(2)测量电阻时,只需要测量三次,所以滑动变阻器不需要采用分压接法。答案:(1)0.011.0295(1.0294～1.0297)(2)C6.利用螺旋测微器、米尺和如图所示的器材(其中电流表的内阻为1Ω,电压表的内阻为5kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。(1)用笔画线代替导线,将图甲中的器材连接成实物电路,要求连线尽量避免交叉,电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电压为6V,滑动变阻器的阻值为0～20Ω)。(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图乙所示,电流表、电压表的读数如图丙所示。由图可以读出金属丝两端的电压U=________,流过金属丝的电流强度I=________,金属丝的长度l=________,金属丝的直径d=________。

(3)该金属丝的电阻率是________(保留两位有效数字)。

【解析】(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多,因此采用电流表外接法;由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小,因此采用限流式接法,为了保证滑动变阻器起限流作用,滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱;由图可以看出电流表应该连接“+”接线柱和“0.6”接线柱,具体连线如图所示。(2)由图可以看出:电压表的量程是3V,所以读数是2.20V;电流表的量程是0.6A,所以读数是0.44A;由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出,因此读数是1.850×10-3m;米尺的读数是40.50cm-10.00