教科版高中物理必修第三册课后习题 第二章 4.实验 测量金属的电阻率.docVIP

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4.实验:测量金属的电阻率

课后训练巩固提升

基础巩固

1.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(a)和图(b)所示。

(a)

(b)

(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=。?

答案:(1)1.8454.240(2)π

解析:(1)圆柱体的直径为1.5mm+34.5×0.01mm=1.845mm;长度为42mm+8×0.05mm=42.40mm=4.240cm。

(2)由欧姆定律R=UI和电阻定律R=

联立得ρ=RSl

2.(秋·四川凉山期末)

(1)小宋同学测量未知电阻Rx时利用试触法选择测量电路,如图(a)所示。他让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点,他发现电流表示数无明显变化,而电压表示数有明显变化,则他应该选择电流表(选填“内接”或“外接”)法。?

答案:(1)外接(2)偏大电流表分压

解析:(1)电流表示数无明显变化,而电压表示数有明显变化,说明电流表的分压较明显,待测电阻的阻值较小,应选择电流表外接法。

(2)题图(b)采用电流表内接法,根据电流表的分压作用可知测量值偏大。

能力提升

1.某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。采用分压电路接线,图(a)是实物的部分连线图,待测电阻为图(b)中的R1,其阻值约为5Ω。

(a)

(b)

(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接(填“a”或“b”)、导线②连接(填“c”或“d”)。?

(2)正确接线测得实验数据如下表,用作图法求得R1的阻值为Ω。?

U/V

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

I/A

0.09

0.19

0.27

0.35

0.44

0.53

(3)已知图(b)中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的110,若测R2的阻值,则最优的连线应选

A.①连接a,②连接c

B.①连接a,②连接d

C.①连接b,②连接c

D.①连接b,②连接d

答案:(1)ad(2)见解析图4.6(3)B

解析:(1)因电压表的内阻远大于待测电阻R1的阻值,则电流表采用外接法,而滑动变阻器应采用分压式接法,故测R1阻值的最优连接方式为导线①连接a,导线②连接d。

(2)建立坐标系描点连线如图所示,则R1=ΔUΔI

(3)设R1的边长为l,厚度为h,电阻率为ρ,根据电阻定律,得R1=ρlhl=ρh,R2=ρl10hl10=ρh

2.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。

(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表:

A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)

B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)

C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)

D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)

为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的[选填“(a)”或“(b)”]。?

(a)

(b)

(2)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线。

(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx=UI=

(4)若在(1)问中选用(a)电路,产生误差的主要原因是;若在(1)问中选用(b)电路,产生误差的主要原因是。(选填选项前的字母)?

A.电流表测量值小于流经Rx的电流值

B.电流表测量值大于流经Rx的电流值

C.电压表测量值小于Rx两端的电压值

D.电压表测量值大于Rx两端的电压值

(5)实验中为减少温度的变化对电阻率的影响,采取了以下措施,其中正确的是。?

A.多次测量U、I,画U-I图像,再求R值

B.多次测量U、I,先计算R,再求R的平均值

C.实验中通电电流不宜过大,通电时间不宜过长

D.多次测量U、I,先求U、I的平均值,再求R

答案:(1)BC(a)(2)如图所示(3)5.2(4)BD(5)C