3.3测量金属丝的电阻率同步练习 (word版含答案)

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名称 3.3测量金属丝的电阻率同步练习 (word版含答案)
格式 docx
文件大小 430.1KB
资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-02 04:18:14

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文档简介

粤教版(2019)必修三 3.3 测量金属丝的电阻率 同步练习
一、单选题
1.杨光同学用螺旋测微器测得该材料的直径如图所示,示数为D=___mm(注意第一根半刻度线已经露出)。
A.0.4200 B.1.420 C.0.92 D.0.920
2.在许多精密的仪器中,如果需要较精确地调节某一 电阻两端的电压,常常采用如图所示的电路通过两只滑动变阻器和对一阻值为500Ω左右的电阻两端电压进行粗调和微调.已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为200Ω和10Ω关于滑动变阻器、的连接关系和各自所起的作用,下列说法正确的是( )
A.取=200Ω,=10Ω,调节起粗调作用
B.取=10Ω,=200Ω,调节起微调作用
C.取=200Ω,=10Ω,调节起粗调作用
D.取=10Ω,=200Ω,调节起微调作用
3.某学习小组的同学们准备测量一段长度约100cm的电阻丝的电阻率,需要先测量电阻丝的长度,下列工具应该选用(  )
A.程实同学文具盒里边的直尺 B.游标卡尺
C.螺旋测微器 D.实验室的直尺
4.在测量阻值较小的金属的电阻率的实验中,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,在测量其电阻时应选择的电路是(  )
A. B.
C. D.
5.下列说法中正确的是(  )
A.电流有大小也有方向,所以电流为矢量
B.电流通过导体的热功率与电流大小成正比
C.游标卡尺是利用主尺单位刻度与游标尺单位刻度的差值来提高测量精确度
D.在电源内部,非静电力做功越多,电动势越大
6.如图所示,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值,c端与b端相连时,电流表示数为4.60mA,电压表示数为2.50V,c端与a端相连时,电流表示数为5.20mA,电压表示数为2.30V,比较这两次结果正确的是(  )
A.电阻的真实值更接近543Ω,且大于543Ω
B.电阻的真实值更接近543Ω,且小于543Ω
C.电阻的真实值更接近460Ω,且大于460Ω
D.电阻的真实值更接近460Ω,且小于460Ω
7.用伏安法测一未知电阻时,若不知道的大概值,为了选择正确的测量电路以减小测量误差,一位学生把电流表和电压表如图所示接好。只空出电压表的接头不接,然后把分别与电流表的两个接线柱、接触,观察电压表和电流表示数变化情况,则(  )
A.若电流表示数有明显变化,则应接,测量值偏大
B.若电流表示数有明显变化,则应接,测量值偏小
C.若电压表示数有明显变化,则应接,测量值偏小
D.若电压表示数有明显变化,则应接,测量值偏大
8.在“测定金属的电阻率”实验中,下列关于误差的说法中错误的是(  )
A.电流表采用外接法,将会使 ρ 测<ρ 真
B.电流表采用外接法,由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起测量误差
C.由 可知,I、d、U、l 中每一个物理量的测量都会引起 ρ 的测量误差
D.由 可知,对实验结果准确性影响最大的是直径 d 的测量
9.如图所示,用伏安法测电阻R0的值时,M、N接在恒压电源上,当S接a时电压表示数10V,电流表示数0.2A;当S接b时,电压表示数12V,电流表示数0.15A。下列叙述正确的是(  )
A.为了较准确地测定R0的值,S应接在a点,R0的真实值为50Ω。
B.为了较准确地测定R0的值,S应接在a点,R0的真实值为70Ω。
C.为了较准确地测定R0的值,S应接在b点,R0的真实值为50Ω。
D.为了较准确地测定R0的值,S应接在b点,R0的真实值为70Ω。
10.金属导体中的电流是导体的自由电子在电场作用下做定向运动形成的。已知一段粗细均匀的铜线中通过的电流为2A,设每个铜原子提供一个自由电子为载流子,电子的电量为。另外还有一些可供选择的物理量:阿伏伽德罗常数,铜的摩尔质量,铜线的长度L,铜线的电阻R,铜线的质量m,铜线两端的电压U。则为估算出电子定向运动的速度,从以上物理量中应该选用的是(  )
A.、、m、R B.、m、U、R C.、、m、L D.、m、L、R
11.用伏安法测电阻的电路如图甲或乙所示,已知电流表的内电阻约为0.2 Ω,电压表的内电阻约为10 kΩ,若被测电阻R的电阻值约为4 Ω,则以下结论中正确的是
A.选用甲电路测量结果更准确,且测量值大于电阻的真实
B.选用甲电路测量结果更准确,且测量值小于电阻的真实值
C.选用乙电路测量结果更准确,且测量值大于电阻的真实值
D.选用乙电路测量结果更准确,且测量值小于电阻的真实值
12.在“测定金属的电阻率”的实验中,由ρ=可知,对实验结果的准确性影响最大的是(  )
A.导线直径d的测量 B.电压U的测量
C.电流I的测量 D.导线长度的测量
13.如图a、b所示的两个电路中,电阻R、电流表、电压表和电池都是相同的,电池的内阻相对于电阻R的大小可以忽略。闭合开关后,图a、b电路中电压表和电流表的示数Ua、Ub和Ia、Ib的大小不相同,它们的关系正确的是:(  )
A.Ua>Ub B.IaC. D.
14.如图所示的是伏安法测电阻的部分电路,开关先后接通a和b时,观察电压表和电流表示数的变化,那么(  )
A.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a
B.若电压表示数有显著变化,测量R的值时,S应接b
C.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S应接a
D.若电流表示数有显著变化,测量R的值时,S无法确定应接a还是b
15.甲、乙两图分别为测灯泡电阻的电路图,下述说法不正确的是(  )
A.图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法
B.图甲中,乙中
C.图甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使,故此法测较小电阻好
D.图乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使,故此法测较大电阻好
二、填空题
16.用螺旋测微器测某一圆柱体直径,示数如图甲所示,(第5个格对齐)此示数为______mm;用游标卡尺测量某工件的外径时,示数如图乙所示,(第10个格对齐)则读数为______mm。
17.小明同学用螺旋测微器测量某圆柱体的直径,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。
由上图读得圆柱体的直径为______mm,长度为______cm;该同学再次使用这把游标卡尺测量另外某物体的长度,示数是5.26cm,那么主尺上与游标尺对应的刻度线是______cm。
18.用螺旋测微器测出待测导线的直径,如图所示,则螺旋测微器的读数为___________mm。
三、解答题
19.为测量某金属丝的电阻率,他截取了其中的一段,用米尺测出金属丝的长度L,用螺旋测微器测得其直径为D,用多用电表粗测其电阻约为R.
(1)该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐,从图2甲中读出金属丝的长度L=______mm
(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径,从图2乙中读出金属丝的直径D=_____mm.
(3)该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻,从图2丙中读出金属丝的电阻R=____Ω
(4)接着,该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率.实验室提供的器材有:
A.直流电源E(电动势4V,内阻不计)
B.电流表A1(量程0~3mA,内阻约50Ω)
C.电流表A2(量程0~15mA,内阻约30Ω)
D.电压表V1(量程0~3V,内阻10kΩ)
E.电压表V2(量程0~15V,内阻25kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
H.待测电阻丝Rx,开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值,电流表应选_____,电压表应选______,滑动变阻器应选______.(用器材前的字母表示即可)
(5)在如图丁所示的实物上画出连线(部分线画划出)
20.某同学用游标卡尺测量一个导体的长度。游标尺上有10等分刻度,测得的读数如图所示,该导体的长度是多少?某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径,测得读数如图所示,则该圆柱导体的直径是多少?
21.一测量电解液的电阻率的玻璃容器如图甲所示,P、Q为电极,a=1m,b=0.5m,c=0.2m。当里面注满某电解液,且P、Q间加上电压后,电解液的U一I图线如图乙所示。
(1)定性分析电解液的电阻率随其通过的电流I的变化规律;
(2)当U=9V时,求电解液的电阻率。
22.实验中会存在误差,物理学中把测量值与真实值之差与真实值之比叫做相对误差,即。如图所示为测量电阻R的阻值时的部分电路、某次测量中测得电压表示数,电流表示数。不考虑偶然误差的影响。
(1)根据电流表、电压表示数,求电阻的测量值;
(2)已知电压表内阻,电流表内阻,求电阻的真实值;
(3)求此次测量的相对误差,(结果保留一位有效数字)
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.D
【解析】
【详解】
示数为D=0.5mm+0.01mm×42.0=0.920mm。
故选D。
2.B
【解析】
【详解】
若=200Ω,=10Ω,则与R0组成的部分电路的电阻远小于,移动上的滑片很不方便调节两端的电压.
当=10Ω,=200Ω时,移动上的滑片使两端的电压变化较快,移动上的滑片使R0两端的电压变化相对较慢,故B对;ACD错
故选B
【点睛】
滑动变阻器采用分压式接法时,为使电压变化明显,滑动变阻器的总电阻要远小于被测电阻的电阻值.
3.D
【解析】
【详解】
文具盒里边的直尺测量范围比较小,游标卡尺和螺旋测微器虽然精度较高,但是测量范围都更小,则测量电阻丝的长度用实验室的直尺即可。
故选D。
4.D
【解析】
【详解】
金属阻值较小,在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法,题干中要求实验中获得较大的电压调节范围,故滑动变阻器要采用分压式接法,故选D。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.电流有大小也有方向,但其运算法则不符合平行四边形定则,所以电流为标量,A错误;
B.根据公式
可知,电流通过导体的热功率与电流大小的平方成正比,B错误;
C.游标卡尺是利用主尺单位刻度与游标尺单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精确度,C正确;
D.在电源内部,把单位正电荷从电源负极搬运到正极非静电力做功越多,电源的电动势就越大,对于给定的电源,电动势是一定的,D错误。
故选C。
6.B
【解析】
【详解】
比较两次的电压表读数,可知

电流表示数变化

可见
即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故应采用内接法
此法测量值偏大。
故选B。
7.C
【解析】
【详解】
AB.电流表示数有明显变化,说明电压表内阻较小,分流较大,应采用电流表内接法,即K接b,可减小误差,此时的测量值偏大,故AB错误;
CD.电压表示数有明显变化,说明电流表内阻较大,分压较大,应采用电流表外接法,即K接a,可减小误差,此时电阻的测量值偏小,故C正确,D错误;
故选C。
8.B
【解析】
【详解】
AB.电流表采用外接法时,电压表直接并联在待测金属丝两端,电压表示数即为待测金属丝两端电压的真实值,但电压表的并联分流使得电流表的示数较实际流过待测金属丝的电流大,根据欧姆定律可知,根据电阻定律可知,故A正确,B错误;
CD.由可知,I、d、U、l 中每一个物理量的测量都会引起 ρ 的测量误差,但其中d的次幂为2,其误差在乘方之后也会被“放大”,因此对实验结果准确性影响最大的是直径 d 的测量,故CD正确。
故选B。
9.D
【解析】
【详解】
由题意可知
由此可知,电压表分流对实验影响较大,电流表应采用内接法,故S应接在b点。
设电源的电压为U,电流表的内阻为RA,由题得
U=12V
则有:
S接a时
U=U1+I1RA

U=10V+0.2A×RA
S接b时
U=I2(RX+RA)

U=0.15A×(RX+RA)
联立解得
Rx=70Ω
即Rx真实值为70
故选D。
10.C
【解析】
【分析】
可设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,求出导线中自由电子的数目,根据电流的定义式推导出电流的微观表达式,再解得自由电子定向移动的速率。自由电子的数目等于摩尔数与阿弗加德罗常数的乘积,摩尔数等于质量除以摩尔质量。
【详解】
设自由电子定向移动的速率为v,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,则
对铜导体研究:每个铜原子可提供一个自由电子,则铜原子数目与自由电子的总数相等,为
t时间内通过导体截面的电荷量
则电流强度为

由于电流I是已知的,所以不需要使用
计算。故ABD错误,C正确;
故选C。
【点睛】
本题关键要建立物理模型,利用电流表的定义式推导出电流的微观表达式流
再进行求解。
11.D
【解析】
【详解】
因为,所以电流表外接法误差相对小点,故采用乙图测量结果更准确点,在乙图中,电压表测量的是R的准确电压,但由于电压表分流,电流表测量的电流为电压表和R的电流之和,故电流测量偏大,根据可知测量值偏小,D正确.
【点睛】应明确:电流表内外接法的选择方法是:当满足时,电流表应用外接法,此时测量值小于真实值;当满足时,电流表应用内接法,此时测量值大于真实值.
12.A
【解析】
【详解】
从公式中涉及的4个物理量,对实验结果均有影响,但只有直径的指数是2,其余均为1,所以影响最大的是金属丝的直径的测量误差。
故选A。
13.D
【解析】
【详解】
图a中电流表测量的是流过电阻和电压表的电流之和,电压表测量的是电阻两端电压,图b中电流表测量的是流过电阻的电流,电压表测量的是电阻和电流表的电压之和,因此有
UaIb
因此
故选D。
14.A
【解析】
【详解】
AB.电压表示数有明显变化,说明电流表的分压较大,说明待测电阻较小,应采用电流表外接法,即S接a,可减小误差,故A正确,B错误;
CD.电流表示数有明显变化,说明电压表的分流较大,待测电阻较大,应采用电流表内接法,即S接b,可减小误差,故CD错误。
故选A。
【点睛】
正确理解伏安法测电阻误差产生的原因是解答本题的关键,本题的方法称为实验试探法,在不知道电压表、电流表和被测电阻的大约阻值时,常常采用这种方法。
15.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题图甲的接法叫电流表外接法,题图乙的接法叫电流表内接法,故A正确,不符合题意;
B.图甲中,电压表测量值准确,又由于电压表的分流作用,电流表测量值偏大,根据
电阻测量值偏小,即
图乙中,电流表测量值准确,又由于电流表的分压作用,电压表测量值偏大,根据
电阻测量值偏大,即
故B不正确,符合题意;
C.图甲中,误差来源于电压表的分流作用,为了减小误差,应使
故此法测较小电阻好,故C正确,不符合题意;
D.题图乙中,误差来源于电流表的分压作用,为了减小误差,应使
故此法测较大电阻好,故D正确,不符合题意。
故选B。
16. 3.550 11.50
【解析】
【详解】
[1]主尺读数为3.5mm,则读数为
[2]主尺读数为11mm,则读数为
17. 8.477(8.475~8.479范围内均可) 1.14 5.8
【解析】
【详解】
[1]圆柱体的直径为
[2]圆柱体的长度为
[3]该同学再次使用这把游标卡尺测量另外某物体的长度,示数是5.26cm,此时游标尺零刻度线对准的主尺位置为5.26cm,而游标尺上1格代表0.9mm,则主尺上与游标尺对应的刻度线是
18.1.731(1.730~1.733)
【解析】
【详解】
螺旋测微器的读数为
1.5mm+23.1×0.01mm=1.731mm
19.(1)191.0mm~191.5mm (2)0.680mm (3)220 (4)C D F (5)
【解析】
【详解】
试题分析:(1)如图所示读数为19.13cm=191.3mm;(2) 螺旋测微器主轴读数为0.5mm,螺旋读数为18.0×0.01mm=0.180mm,故测量值为0.5+0.180=0.680mm;(3)欧姆表读数刻度值乘以倍率22×10=220Ω
(4)电动势为4V,故电压表选择D;待测电阻约为220Ω,流过电阻的电流最大约为,所以电流表选择C;为精确测量R,滑动变阻器G的总阻值太大,调节不方便,故应选F;(5)滑动变阻器F阻值远小于待测电阻的阻值,故控制电路用分压式接法,待测电阻为小电阻,故测量电路用外接法,故实物图如图所示
考点:本题考查长度的测量、伏安法测电阻
20.13.7mm,3.275mm
【解析】
【详解】
游标卡尺读数为
螺旋测微器读数为
21.(1)随其通过的电流的增大而减小;(2)
【解析】
【详解】
(1)由图乙可知,图线上各点的比值随电流的增大而减小,所以电阻率也随着通过电流的增大而减小。
(2)当U=9V时,电解液的电阻
由电阻公式可得
22.(1)15Ω;(2)14.7Ω;(3)2%
【解析】
【详解】
(1)电阻的测量值
(2)电阻的真实值
(3)此次测量的相对误差
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页