11.3 实验：导体电阻率的测量 同步练习（word版含答案）

3　实验:导体电阻率的测量
实验2:金属丝电阻率的测量
1.下图是用电压表V和电流表A测电阻的一种方法,Rx为待测电阻,如果考虑到仪表本身电阻对测量结果的影响,则(　　)
A.电压表V读数等于Rx两端的实际电压,电流表A读数大于通过Rx的实际电流
B.电压表V读数大于Rx两端的实际电压,电流表A读数小于通过Rx的实际电流
C.Rx的测量值大于Rx的实际值
D.Rx的测量值等于Rx的实际值
2.某同学要研究一质地均匀的圆柱形热敏电阻电阻率随温度的变化规律,其部分步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,由图可知其长度为　　　　　 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图所示,由图可知其直径为　　　　 mm。
(3)该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律:
A.热敏电阻(常温下阻值约200 Ω);
B.温度计;
C.电流表A1(60 mA,约10 Ω);
D.电流表A2(3 A,约0.1 Ω);
E.电压表V(6 V,约15 kΩ);
F.滑动变阻器R1(200 Ω,0.5 A);
G.滑动变阻器R2(5 Ω,2 A);
H.蓄电池(6 V,0.05 Ω)
I.开关一个,导线若干。
实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加,电流表
应选择　　　　,滑动变阻器应选择　　　　。(均填器材前的字母)
3.某实验小组利用图甲所示的电路测金属丝Rx的电阻率。
(1)请根据图甲,对图乙的实物图进行连线,使滑动变阻器的滑片向右移时,电流表的示数变小。
(2)如图丙所示,利用螺旋测微器测出金属丝的直径d=　　　　 mm。
(3)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片调至一合适位置后不动,多次改变金属丝上金属夹的位置,得到几组U、I、l(U为电压表的示数,I为电流表的示数,l为金属丝接入电路的长度)的数据,用R=计算出相应的电阻值后作出R-l图线如图丁所示。取图线上两个点间数据之差,即Δl和ΔR,则金属丝的电阻率ρ=　　　(用题给字母进行表示),ρ的测量值　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
4.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据。
器材(代号)与规格如下:
电流表A1:量程10 mA,内阻待测(约40 Ω);
电流表A2:量程500 μA,内阻r2=750 Ω;
电压表V:量程10 V,内阻r2=10 kΩ
电阻R1:阻值约为100 Ω;
滑动变阻器R2:总阻值约50 Ω;
电池E,电动势1.5 V,内阻很小;
开关S,导线若干。
(1)画出实验电路图:标明所用器材的代号。
(2)若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式r1=　　　　,式中各符号的意义是　 　。
5.某兴趣小组测量某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率,如图甲所示。
甲
乙
(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d,这种物质表面镀了一层绝缘介质,其厚度不计,用游标卡尺测出带的宽度l、内径d1、外径d2(d d2-d1)。其中宽度l的读数如图乙所示,则宽度l=　　　　 mm。
(2)然后用伏安法测这根带的电阻,在带的两端引出两个接线柱,该带状物质的电阻约为50 Ω,再将其接入测量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材。
A.电源E(电动势为4 V,内阻约为0.5 Ω)
B.电压表V(量程为15 V,内阻约为5 000 Ω)
C.电流表A1(量程为300 mA,内阻约为2 Ω)
D.电流表A2(量程为250 mA,内阻为2 Ω)
E.滑动变阻器R1(总阻值为10 Ω)
F.滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω)
G.定值电阻R0=10 Ω
H.开关和导线若干
①要更好地调节和较为精确地测量其电阻,则以上不必要的器材有　　　　(选填器材前面的字母)。
②在方框内画出实验电路图。
　　　　　　　　　　　
③若测出的电阻为R,则其电阻率为ρ=　　　　(用d、d1、d2、l、R表示)。
答案解析
1.下图是用电压表V和电流表A测电阻的一种方法,Rx为待测电阻,如果考虑到仪表本身电阻对测量结果的影响,则(　　)
A.电压表V读数等于Rx两端的实际电压,电流表A读数大于通过Rx的实际电流
B.电压表V读数大于Rx两端的实际电压,电流表A读数小于通过Rx的实际电流
C.Rx的测量值大于Rx的实际值
D.Rx的测量值等于Rx的实际值
答案：A
解析：电压表并联在待测电阻两端,故电压表读数等于Rx两端的实际电压,而由于电压表的分流,电流表A读数大于通过Rx的实际电流,选项A正确,B错误;本接法中电压表示数是准确的,但由于电压表内阻不是无穷大,故电压表会分流导致电流表示数偏大;在由欧姆定律直接求解时,导致测量值偏小,选项C、D错误。
2.某同学要研究一质地均匀的圆柱形热敏电阻电阻率随温度的变化规律,其部分步骤如下:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,由图可知其长度为　　　　　 mm。
(2)用螺旋测微器测量其直径如图所示,由图可知其直径为　　　　 mm。
(3)该同学利用以下实验器材设计实验研究热敏电阻阻值随温度的变化规律:
A.热敏电阻(常温下阻值约200 Ω);
B.温度计;
C.电流表A1(60 mA,约10 Ω);
D.电流表A2(3 A,约0.1 Ω);
E.电压表V(6 V,约15 kΩ);
F.滑动变阻器R1(200 Ω,0.5 A);
G.滑动变阻器R2(5 Ω,2 A);
H.蓄电池(6 V,0.05 Ω)
I.开关一个,导线若干。
实验要求通过热敏电阻的电流从零开始增加,电流表
应选择　　　　,滑动变阻器应选择　　　　。(均填器材前的字母)
答案：(1)52.30
(2)4.300
(3)C　G
解析：(1)根据图示可求得,游标卡尺读数为52mm+×6=52.30mm。
(2)根据图示可求得,螺旋测微器读数为4mm+×30.0=4.300mm。
(3)因为要求电流从0开始,所以采取分压电路,滑动变阻器选择较小的可减小实验误差,所以滑动变阻器选G,根据估算,回路最大电流Imax==0.03A,所以电流表选择C。
3.某实验小组利用图甲所示的电路测金属丝Rx的电阻率。
(1)请根据图甲,对图乙的实物图进行连线,使滑动变阻器的滑片向右移时,电流表的示数变小。
(2)如图丙所示,利用螺旋测微器测出金属丝的直径d=　　　　 mm。
(3)闭合开关后,将滑动变阻器的滑片调至一合适位置后不动,多次改变金属丝上金属夹的位置,得到几组U、I、l(U为电压表的示数,I为电流表的示数,l为金属丝接入电路的长度)的数据,用R=计算出相应的电阻值后作出R-l图线如图丁所示。取图线上两个点间数据之差,即Δl和ΔR,则金属丝的电阻率ρ=　　　(用题给字母进行表示),ρ的测量值　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
答案：(1)如图所示
(2)2.150　
(3)　小于
解析：(1)直接按图甲的电路图在图乙中连线如答案图所示。
(2)螺旋测微器的读数由两部分组成,即固定刻度和可动刻度的示数和,所以金属丝的直径d=2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm。
(3)根据部分电路的欧姆定律R=求出电阻R后,代入电阻定律R=ρ,再绘出R-l图像,由图像的斜率可得电阻率ρ=。由于图甲采用电流表的外接法测电阻,通过金属丝电流的测量值偏大,测得金属阻丝的电阻偏小,故ρ的测量值小于真实值。
4.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据。
器材(代号)与规格如下:
电流表A1:量程10 mA,内阻待测(约40 Ω);
电流表A2:量程500 μA,内阻r2=750 Ω;
电压表V:量程10 V,内阻r2=10 kΩ
电阻R1:阻值约为100 Ω;
滑动变阻器R2:总阻值约50 Ω;
电池E,电动势1.5 V,内阻很小;
开关S,导线若干。
(1)画出实验电路图:标明所用器材的代号。
(2)若选取测量中的一组数据来计算r1,则所用的表达式r1=　　　　,式中各符号的意义是　 　。
答案：(1)电路图见解析
(2)　I1、I2、r1、r2分别表示通过电流表A1、A2的电流和它们的内阻
解析：(1)如果选择伏安法,估算待测电流表两端的最大电压,U1=I1r1=10×10-3×40V=0.4V,电压表的量程为10V,测量电流表两端的电压偏转角度不足刻度的,测量误差太大,不能选量程是10V的电压表。由于电流表A2内阻为确定值,可以当作电压表使用。滑动变阻器的总阻值为50Ω,限流接法对电路的控制作用不大,同时要满足“多测几组数据”,因此滑动变阻器应使用分压接法。电源的电动势相对待测电流表能承受的最大电压差别较大,为保护电流表不被烧毁,需串联一个定值电阻R1作为保护电阻。电路如图所示。
(2)根据欧姆定律得
I1r1=I2r2
所以r1=。
5.某兴趣小组测量某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率,如图甲所示。
甲
乙
(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d,这种物质表面镀了一层绝缘介质,其厚度不计,用游标卡尺测出带的宽度l、内径d1、外径d2(d d2-d1)。其中宽度l的读数如图乙所示,则宽度l=　　　　 mm。
(2)然后用伏安法测这根带的电阻,在带的两端引出两个接线柱,该带状物质的电阻约为50 Ω,再将其接入测量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材。
A.电源E(电动势为4 V,内阻约为0.5 Ω)
B.电压表V(量程为15 V,内阻约为5 000 Ω)
C.电流表A1(量程为300 mA,内阻约为2 Ω)
D.电流表A2(量程为250 mA,内阻为2 Ω)
E.滑动变阻器R1(总阻值为10 Ω)
F.滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω)
G.定值电阻R0=10 Ω
H.开关和导线若干
①要更好地调节和较为精确地测量其电阻,则以上不必要的器材有　　　　(选填器材前面的字母)。
②在方框内画出实验电路图。
　　　　　　　　　　　
③若测出的电阻为R,则其电阻率为ρ=　　　　(用d、d1、d2、l、R表示)。
答案：(1)9.8　
(2)①BF　②见解析图　③
解析：(1)游标卡尺的读数为9mm+8×0.1mm=9.8mm。
(2)①由于电源电压为4V,而电压表的量程为15V,太大了,不利于读数,故电压表不需要;滑动变阻器R2(总阻值为100Ω)阻值偏大,不利于调节,产生误差较大,故不需要,所以不需要的器材为B、F。
②将电流表A2与定值电阻R0串联改装成电压表,并将电流表A1外接,从而减小测量电流和电压的误差,同时采用滑动变阻器分压式接法,如图所示。
③若测出的电阻为R,则根据电阻定律可以得到R=ρ
整理可以得到ρ=。