11-3-实验2-金属丝电阻率的测量(分层作业)(人教版2019必修第三册)(原卷版)

第3节实验2金属丝电阻率的测量1．（2022·安徽省舒城中学高二阶段练习）某实验小组测量某圆柱复合材料的电阻率。（1）该实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度和直径，某次测量结果如图甲、乙所示。该圆柱复合材料的长度________cm，直径________mm；（2）该实验小组用如图丙所示实验电路测量其电阻值。（3）某次实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，若用表示该圆柱复合材料的电阻的测量值，则该测量值比真实值偏________（填“大”或“小”）。导致此误差的原因是________；（4）用实验过程中测量的物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱复合材料电阻率的表达式为________。2．（2022·江西·南昌育山高级中学有限公司高二阶段练习）某同学欲利用图甲所示电路测量金属丝的电阻率。实验室可提供如下器材：A．待测金属丝：阻值约为，额定电流约为；B．电池组：电动势为，内阻不计；C．电压表：量程为，内阻约为；D．电压表：量程为，内阻约为；E.电流表：量程为，内阻约为；F.电流表：量程为，内阻约为；G.滑动变阻器：调节范围为；H.螺旋测微器，毫米刻度尺，开关S，导线若干。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，则螺旋测微器的示数为_________。（2）在尽可能减小测量误差的情况下，电压表应选用_________（填“C”或“D”），电流表应选用________（填“E”或“F”）。（3）若金属丝的直径为d，测得长为L的金属丝的两端电压为U，金属丝中通过的电流为I，则该金属丝的电阻率_____________。3．（2022·山东·高青县鲁才高级中学高二阶段练习）完成下列题目：（1）图为用伏安法测量电阻的实验器材实物图，请先在下面框中画出实验的电路图______，然后按照电路图用笔画线代替导线把图中实物连接成实验电路______（要求使用图中所有器材，其中电压表选用0-3V的量程）。（2）用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图甲所示，读数为________mm。用游标卡尺测量某些工件的外径时，示数如图乙所示，则读数为________mm。4．（2022·广东·石门高级中学高二阶段练习）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，某次测量结果如图所示，其读数应为___________mm（该值接近多次测量的平均值）；次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.60I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520（2）用伏安法测金属丝的电阻（约为）。实验所用器村为：电源（电压，内阻可忽略）、电流表（内阻约）、电压表（内阻约）、滑动变阻器（，额定电流）、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，记录数据如上表：由上表数据可知，他们测量是采用下图中的___________（选填“甲”或“乙”）图；（3）如图所示是测量的实验器材实物图，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。请根据第（2）问所选的电路图，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___________。5．在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：A．电池组（、内阻约）

B．电流表（，内阻约）C．电流表（，内阻约）

D．电压表（，内阻约）E．电压表（，内阻约）

F．滑动变阻器（，允许最大电流）G．滑动变阻器（，允许最大电流）

H.开关、导线（1）上述器材中应选用的是___________。（只填写字母代号）（2）图甲是未完成的实物连线图，图中为待测导体右端接线柱，为电流表正极接线柱，为滑动变阻器左上端接线柱，为滑动变阻器左下端接线柱。则导线①应连接___________（填“”或“”）。导线②应连接___________（填“”或“”）；此时最终电阻的测量值___________（填“偏大”或“偏小”）。（3）该同学根据测量数据得到的伏安特性曲线如图乙所示，图中段向上弯曲的主要原因是___________。（4）某次用螺旋测微器测金属丝直径为，用游标卡尺测金属丝的长度为，电压表和电流表的示数分别为、，写出该金属丝的电阻率的表达式___________（用、、、表示）。6．（2022·黑龙江·哈九中高二阶段练习）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：（1）分别用游标卡尺和螺旋测微器对圆柱型导体的直径和长度进行测量。结果如图甲、乙所示，其读数分别是______，______。（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、，则计算电阻率的表达式为______。（结果用、、、表示），由这个实验得到的测量结果______电阻的真实值。（选填“”、“”或“”）7．一根细长而均匀的金属管线样品，长L约60cm，电阻R大约10Ω，截面图如图甲所示。（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为___________mm。（2）实验室有如下器材：A．电流表（量程0.6A，内阻约0.5Ω）B．电流表（量程3A，内阻约0.02Ω）C．电压表（量程3V，内阻约5kΩ）D．滑动变阻器（1750Ω，0.3A）E．滑动变阻器（15Ω，3A）F．蓄电池（6V，内阻很小）G．开关一个，带夹子的导线若干要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（只填代号字母）。（3）将如图所示的实物电路补充完整。()（4）金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是___________。计算中空部分截面积的表达式为S=___________。8．（2022·广东·惠州一中高二期中）在“测定金属丝的电阻率”实验中，某金属丝的阻值约为，为精确测量其阻值，可供选择的器材如下：A．电源：电动势、内阻很小B．电流表（量程，内阻）C．电流表（量程，内阻约为）D．电压表（量程，内阻约为）F．滑动变阻器（、额定电流）G．滑动变阻器（、额定电流）H．开关和若干根导线（1）用千分尺测得金属丝直径如题图甲所示，则________mm；（2）为了测量的安全性与准确性，应选用的电流表________（填“B”或“C”）；（3）为了测量的方便性，滑动变阻器选________（填“F”或“G”），应采用________（填“分压式”或“限流式”）；（4）为了消除系统误差，在“题图乙”的虚线框中画出电路图________。（5）某次实验中电流表读数如图所示，________A，若实验中金属丝的长为L，直径为d，本实验若测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，金属丝电阻率的表达式为________（用题中所给字母表示）。1．（2009·广东·高考真题）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等．（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图___________（2）实验的主要步骤如下：①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作．（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了如图的关系图线，其斜率为________A-1·m-1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和．（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示．金属丝的直径是______．图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）．2．（2009·江苏·高考真题）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关．他进行了如下实验：（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L．图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L=________cm.（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）．该合金棒的电阻约为几个欧姆．图中有一处连接不当的导线是__________.（用标注在导线旁的数字表示）（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用ρ、L、d、D表述）3．（2019·江苏·高考真题）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：（1）螺旋测微器如题1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_____（选填“A”“B”或“C”），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．（2）选择电阻丝的_____（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．（3）2图甲中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____（4）为测量Rx，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如图图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．___（5）由此，可求得电阻丝的Rx=______Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．4．（2011·天津·高考真题）某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx，现备有下列器材：A．电流表（量程100μA，内阻约2kΩ）；B．电流表（量程500μA，内阻约300Ω）；C．电压表（量程15V，内阻约100kΩ）；D．电压表（量程50V，内阻约500kΩ）；E．直流电源（20V，允许最大电流1A）；F．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；G．电键和导线若干。电流表应选_________。电压表应_________。(填字母代号)该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①___________________________________；②___________________________________。5．（2022·湖北·高考真题）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为_____mm。再用游标卡尺测得其长度L。（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。R/ΩI/A/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根据表中数据，在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得_____Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式____得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。（3）该小组根据图乙的电路和图丙的图像，还可以求得电源电动势_________V，内阻_______Ω。（结果均保留2位有效数字）（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。6．（2022·广东·高考真题）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：（1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。（2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1