11.3 实验：导体电阻率的测量 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word含答案）

2021-2022年高二物理必修3同步课时作业训练（人教版2019）
11.3
实验：导体电阻率的测量
一、单选题
1．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，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．用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值
D．实验中应保持金属丝的温度不变
2．某同学测量一个圆柱体工件的电阻率，分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体工件的直径和长度，某次测量的示数如图甲和乙所示，下列读数都正确的是
A．4.83cm
5.387mm
B．5.03cm
5.313mm
C．5.93cm
5.813mm
D．6.03cm
6.313mm
3．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R(
)
A．L不变，S增大一倍
B．S不变，L增大一倍
C．L和S都缩小为原来的一半
D．L和横截面的半径都增大一倍
二、实验题
4．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的长度和直径，步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度为_____mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为_____mm。
5．测量圆柱体的高度时游标卡尺示数如图所示，则圆柱体的高为_________。
6．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次，求其平均值。其中一次测量结果如图所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为______。
7．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,可知其长度为_____mm；?
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90
Ω左右，现要测量其阻值，实验室提供如下器材：
A．电流表A1(量程50
mA、内阻约1
Ω)
B．电流表A2(量程200
mA、内阻约为0.2
Ω)
C．电流表A3(量程0.6
A、内阻约为0.1
Ω)
D．定值电阻R0=30
Ω
E．滑动变阻器R(最大阻值约为10
Ω)
F．电源E(电动势为4
V)
G．开关S、导线若干
①．某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路，如图乙所示．为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的1/3，M、N两处的电流表应分别选用：M为___，N为__(均选填“A1”、“A2”或“A3”)．?
②．若M、N电表的读数分别为IM、IN，则Rx的计算式为Rx=_______．
③．考虑本次测量存在一定的系统误差，所以测量值比真实值____(填“偏大”或“偏小”)．
8．如下图，游标卡尺的读数是_______mm；螺旋测微器的读数是_______mm．
9．如图甲所示，螺旋测微器的读数为________；如图乙所示，20分度的游标卡尺的读数为________。
10．某同学用毫米刻度尺、20分度游标卡尺和螺旋测微器分别测量一块金属板的长、宽、厚，测量结果分别如图中甲，乙、丙所示，则刻度尺的读数为___cm，游标卡尺的读数为___cm，螺旋测微器的读数为___cm。
11．某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为.为提高测量的精度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段导线(用表示)的电阻．
A．电源
(电动势为3.0V，内阻不计)
B．电压表
(量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ)
C．电压表
(量程为0～15.0V，内阻约为6kΩ)
D．电流表
(量程为0～0.6A，内阻约为1Ω)
E．电流表
(量程为0～3.0A，内阻约为0.1Ω)
F．滑动变阻器
(最大阻值10Ω，额定电流2.0A)
G．滑动变阻器
(最大阻值1kΩ，额定电流1.0A)
H．开关S一个，导线若干
（1）如图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯线直径的某次测量，其读数是________mm.
（2）实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________．(只填代号)
（3）为提高实验的精确度，请你为该实验小组设计电路图，并画在下面的方框中_______．
（4）某次测量时，电压表示数为，电流表示数为，则该铜芯线材料的电阻率的表达式
_____________
三、解答题
12．在用电压表和电流表测量某种金属丝的电阻率时，用刻度尺测得金属丝长度为，用螺旋测微器测得金属丝的直径为，两电表的示数分别如图所示（电压表量程，电流表量程）。请计算，该金属丝的电阻率是多少。
13．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率是偏大还是偏小？
(2)为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图所示。请用笔画线表示导线，连接测量纯净水样品电阻的电路，注意合理选择电表的量程。
参考答案
1．A
【解析】A．应测量出金属丝连入电路的有效长度三次，求平均值，而不是全长，故A错误，符合题意；
B．为了减小实验误差，应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，故B正确，不符合题意；
C．金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，使电压表和金属丝并联，电压表的分流作用很小，应采用电流表外接法，故C正确，不符合题意；
D．金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．B
【解析】甲的读数：5cm+0.01mm×3=5.03cm；
乙的读数：5mm+0.01mm×31.3=5.313mm。
故选B。
3．C
【解析】
有R=ρ可知A、当L不变，S增大一倍时，有R'=ρ=故A错误；B、当S不变，L增大一倍时，有R'=ρ=2R，故B错误；C、L和S都缩小为原来的1/2，有R'=ρ=R，故C正确；D、当L和横截面的半径都增大一倍时，有R'=ρ=，故D错误；故选C．
思路分析：此题考查了影响电阻的因素，导线越长，电阻越大，导线越粗，电阻越小
试题点评：知道导体的长度、横截面积以及材料决定电阻的大小，并且知道电阻的大小与其决定因素的具体关系是本题的关系
4．50.15
6.700
【解析】（1）[1]游标卡尺的主尺读数为50
mm，游标尺读数为
0.05
×
3
mm
=
0.15
mm
所以最终读数为
50
mm
+
0.15
mm
=
50.15
mm
（2）[2]螺旋测微器的固定刻度读数为6.5
mm，可动刻度读数为
0.01
×
20.0
mm
=
0.200
mm
所以最终读数为
6.5
mm
+
0.200
mm
=
6.700
mm
5．23.7
【解析】[1]被测物体高度为
。
6．
【解析】毫米刻度尺精度为1mm，读数要估读到，图中读数为，读出在均合理。
7．50.15
A1
A2
偏大
【解析】
（1）游标卡尺的读数为：主尺+游标尺=50mm+3×0.05mm=50.15mm；
（2）①电阻R0的电流：，通过待测电阻的电流：，故M表选A1，N表选A2．
②通过R0的电流为：IR0=IN-IM；并联电路电流之比等于电压之比的倒数，可得，解得：．
③因电流表有电阻，则测量值比真实值偏大．
8．100.2
0.900
【解析】游标卡尺的主尺读数为100mm，游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为2×0.1mm=0.2mm，所以最终读数为：100mm+0.2mm=100.2mm．螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为40.0×0.01mm=0.400mm，所以最终读数为0.5mm+0.400mm=0.900mm．
9．0.900
5.270
【解析】螺旋测微器的读数为；20分度的游标卡尺的读数为。
10．8.38
1.165
0.3707
【解析】图甲中刻度尺的读数为8.38cm；
图乙中游标卡尺的读数为：1.1cm+=1.165cm；
图丙中螺旋测微器的读数为：3.5mm+=0.3707cm．
11．0.700
B
D
F
【解析】（1）[1]由图螺旋测微器可知，固定刻度所示为0.5mm，可动刻度示数为20.0×0.01mm=0.200mm，螺旋测微器示数为0.5mm+0.200mm=0.700mm.
（2）[2][3][4]电源电动势为3.0V，电压表应选(量程为0～3.0V，内阻约为2kΩ）,即选B；通过电线的最大电流约为
为准确测量，电流表应选电流表（量程为0～0.6A，内阻约为1Ω），即选D，为方便实验操作，应选最大阻值减小的滑动变阻器，则选F.
（3）[5]由于
则选用电流表外接法；滑动变阻器选用分压式或限流式均可待测电电阻较小，为保证电路安全，待测电阻应串联一个保护电阻，电路图如图所示．
（4）[6]铜芯材料电阻
则电阻率
12．
【解析】电压表读数为
电流表读数为
电阻丝电阻为
根据电阻定律得
13．(1)偏大；(2)
【解析】(1)不合格的纯净水中含有较多的离子，导电能力好，电阻率偏小，电导率偏大。
(2)容器内水的电阻比滑动变阻器的电阻大得多，为了使电表指针有较大的偏转，滑动变阻器采用分压接法；容器内水的电阻远大于电流表的内阻，所以采用内接法；电源的电动势是4V，为了使电压表指针偏转三分之一以上，电压表的量程选择0～3V；电路如图所示。