【创新设计】2020-2021学年高中物理人教版选修3-1练习：2.8-实验-测定金属的电阻率

(时间：60分钟)1．在“测定金属丝电阻率”的试验中，由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知，对试验结果的精确     性影响最大的是()A．金属丝直径d的测量 B．电压U的测量C．电流I的测量 D．金属丝长度l的测量答案A解析四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，由于在计算式中取直径的平方．2．在测定阻值较小的金属的电阻率的试验中，为了减小试验误差，并要求在试验中获得较大的电压调整范围，在测量其电阻时应选择的电路是()答案D解析金属阻值较小，在用伏安法测电阻时应当用电流表外接法，题干中要求试验中获得较大的电压调整范围，故滑动变阻器要接受分压式接法，D正确．3．在“测定金属的电阻率”的试验中，以下操作中错误的是()A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时，接受电流表内接法，多次测量后算出平均值D．试验中应保持金属丝的温度不变答案AC解析试验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应接受电流表外接法．故A、C操作错误．4．“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的试验电路如图286所示，a、b、c、d是四种不同的金属丝．现有四根镍铬合金丝和两根康铜合金丝，其规格如下表所示．图286编号材料长度/m横截面/mm2A镍铬合金 0.8 0.8B镍铬合金 0.5 0.5C镍铬合金 0.3 0.5D镍铬合金 0.31.0E康铜合金 0.3 0.5F康铜合金 0.8 0.8(1)电路中四种金属丝应分别选用上表中的________(用编号表示)．(2)某同学对试验数据分析归纳出：电路图中四种金属丝的电阻R与长度L、横截面积S的关系可用比例式R∝eq\f(L,S)来表示．你认为是否正确，为什么？________________________________________________________________________(3)在沟通合作时，有位同学提出用如图287所示的电路，只要将图中P端分别和1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，请你对其作出评价．图287答案(1)BCDE(2)不正确，由于它们的材料不完全相同(3)不能探究出．试验过程中无法保证每次金属丝两端的电压相等解析(1)本试验接受的是把握变量法，分别选用导体材料相同、横截面积相同时，导体的长度不同，B、C符合要求；选用导体材料相同、长度相同时，导体的横截面积不同，C、D符合要求；选用导体横截面积相同、长度相同时，导体的材料不同，C、E符合要求．故选B、C、D、E.图2885．某同学在一次“测定金属的电阻率”的试验中，用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l＝0.720m，用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如图288所示)，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5Ω)，然后计算出该金属材料的电阻率．在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测金属丝外，A．直流电源(输出电压为3V)B．电流表A(量程0～0.6A，内阻约0.125C．电压表V(量程0～3V，内阻3kΩ)D．滑动变阻器(最大阻值20Ω)E．开关、导线等(1)从图中读出金属丝的直径为________mm.(2)依据所供应的器材，在虚线框中画出试验电路图．(3)若依据伏安法测出金属丝的阻值为Rx＝4.0Ω，则这种金属材料的电阻率为________Ω·m(保留两位有效数字)．答案(1)0.600(2)如图所示(3)1.6×10－6解析(3)由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)，将Rx＝4.0Ω、l＝0.720m、d＝0.600mm＝0.600×10－3m代入得ρ＝1.6×10－6Ω·m.6．在“测定金属的电阻率”的试验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，试验室备有下列试验器材：A．电压表(量程0～3V，内阻约为15kΩ)B．电压表(量程0～15V，内阻约为75kΩ)C．电流表(量程0～3A，内阻约为0.2ΩD．电流表(量程0～0.6A，内阻约为1ΩE．变阻器R1(0～100Ω，0.6F．变阻器R2(0～2000Ω，0.1G．电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)H．开关S，导线若干(1)为减小试验误差，应选用的试验器材有________(填代号)．(2)为减小试验误差，应选用图289中________(选填“甲”或“乙”)为该试验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把图2810中的实物图用线连接起来．图289图2810(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图2811所示，则金属丝的直径为________mm，电阻值为________图2811答案(1)ADEGH(2)乙实物图见解析(3)0.6352.4解析(1)由于电源的电动势为3V，所以电压表应选A；被测电阻约为5Ω，电路中的最大电流约为I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，电流表应选D；依据变阻器允许通过的最大电流可知，变阻器应选E；还要选用电池和开关，导线若干．故应选用的试验器材有ADEGH.(2)由于eq\f(RV,Rx)＞eq\f(Rx,RA)应接受电流表外接法，应选图乙所示电路，实物连接如图所示．(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635mm，从电压表可以读出电阻两端电压为1.20V，从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50A，被测电阻的阻值为Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(1.20,0.50)Ω＝2.4Ω.7．在“测定金属的电阻率”试验中，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50(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2812所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)．图2812(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.试验所用器材为：电池组(电动势3V，内阻约1Ω)、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、某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行试验测量，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由以上试验数据可知，他们测量Rx是接受图2813中的________图(选填“甲”或“乙”)．图2813(3)图2814是测量Rx的试验器材实物图，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．请依据(2)所选的电路图，补充完成图2814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．图2814(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图2815所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图2815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)．图2815(5)依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·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m答案(1)0.398(0.395～0.399均正确)(2)甲(3)见解析图甲(4)见解析图乙4.4(4.3～4.7均正确)(5)C解析(1)螺旋测微器的读数为0mm＋39.8×0.01(2)由试验记录的数据可知Rx的阻值大约为5Ω.由题知Rx≪RV，故电流表外接．若滑动变阻器接为限流的形式，则Rx两端的电压最小值Umin＝eq\f(5,20＋5＋1＋0.1)E≈0.6V，而从试验数据可知Rx两端电压可为0.10V，因此滑动变阻器应接受分压的形式．(3)如甲图所示．甲(4)选尽可能