2024_2025学年新教材高中物理第十一章电路及其应用3金属丝电阻率的测量课时检测含解析新人教版必.docVIP

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金属丝电阻率的测量

(25分钟50分)

1.(2分)在“测定金属丝电阻率”的试验中,由ρ=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

【解析】选A。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,因为在计算式中取直径的平方。

2.(2分)在测金属丝的电阻率的试验中,下列说法中错误的是()

A.用伏安法测电阻时,可采纳电流表外接法

B.试验中应调整滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出平均电阻

C.应选用毫米刻度尺测金属丝的长度三次,然后求出平均长度l

D.试验中电流不能太大,以免电阻率发生改变

【解析】选C。测量的是接入电路中的金属丝的有效长度。故C错。

3.(2分)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()

【解析】选D。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,故滑动变阻器要采纳分压式接法,D正确。

4.(10分)某同学要测定某金属丝的电阻率,金属丝的电阻大约为5Ω。

(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径d,读数如图所示,则直径d=________mm。?

(2)为了测定金属丝的电阻,试验室供应了以下器材:

A.电压表:0～3V,内阻约为10kΩ;0～15V,内阻约为50kΩ

B.电流表:0～0.6A,内阻约为0.5Ω;0～3A,

C.滑动变阻器:0～10Ω

D.滑动变阻器:0～100Ω

E.两节干电池

F.电键及导线若干

为多测量几组试验数据,请你用笔画线代替导线连接完整如图所示的实物电路,滑动变阻器应选用__________(填器材前面的字母代号)。?

(3)将电路正确连接后,闭合电键,调整滑动变阻器,测量多组电压、电流的值,作出I-U图像,如图所示,由图像求得金属丝的电阻为________Ω;由于电表连接问题导致电阻率的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。?

【解析】(1)由题图可知,金属丝直径

d=0.5mm+38.0×0.01mm=

(2)电源为两节干电池,即电动势为3V,电压表应选择3V的量程,由题意知,电路中最大电流约为I===0.6A,故电流表应选择0

(3)由题图可知,金属丝电阻阻值R=≈4.17Ω,电流表采纳外接法,由于电压表的分流作用,则所测电流偏大,电阻测量值偏小,电阻率测量值小于真实值。

答案:(1)0.880

(2)如图所示

C

(3)4.17小于

5.(10分)导电玻璃是制造液晶显示器的主要材料之一。为测量某型号导电玻璃的电阻率,某探讨性学习小组现选取长度L=2.5m

(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图所示,则直径d=

mm。?

(2)然后用欧姆表粗测出该导电玻璃电阻约为1200Ω,为精确测量该导电玻璃的电阻Rx在额定电压下的阻值,且要求测量时电表的读数不小于其量程的,滑动变阻器易于调整。试验小组依据下面供应的器材,设计了一个试验方案。

器材

规格

电源E

电压4.5V,内阻约为1Ω

电压表V

量程0～3V,内阻1kΩ

电流表A1

量程0～2mA,内阻15Ω

电流表A2

量程0～0.6A,内阻约为

滑动变阻器R

阻值范围0～20Ω,

允许通过的最大电流为1.0

定值电阻R1

阻值为985Ω

定值电阻R2

阻值为1985Ω

开关S一只,导线若干

①电流表应选用;定值电阻应选用。?

②请在虚线框中补画出试验电路原理图,并标出所选器材对应的电学符号。

(3)若试验中该小组记录下电流表读数为1.2mA,电压表读数为2.20V,可求得该导电玻璃电阻率ρ=。(保留三位有效数字)?

【解析】(1)依据螺旋测微器的读数规则可得直径d=1.5mm+20.5×

0.01mm=1.705mm。

(2)由于滑动变阻器R阻值较小,为了易于调整,应采纳分压式接法。测量该导电玻璃的电阻Rx的阻值应采纳伏安法,且要求测量时电表的读数不小于其量程的,可将电流表A1和定值电阻R2串联后改装成电压表,

故电流表应选用A1,定值电阻应选用R2。又因为电压表V的阻值已知,故可以作为电流表来运用,因为电压表V的阻值与待测导电玻璃的阻值相差不大,故应采纳外接法。电路原理图如图所示。

(3)依据欧姆定律得该导电玻璃电阻Rx==,再由电阻定律得Rx=ρ,横截面积S=πr2=πd2,整理后得ρ==,代入相关数据解得ρ=2.19×10-3Ω·m。

答案:(1)1.705(1.703～1.707都算正确)

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