2.6 实验：测定金属的电阻率 课后强化演练 Word版含答案

第二章　第6节 第2课时　实验：测定金属的电阻率
课后强化演练
一、选择题
1．(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是(　　)
A．用伏安法测金属丝的电阻时，可采用电流表内接法
B．实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值
C．应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值
D．实验中电流强度不得太大，以免电阻率发生变化
解析：用伏安法测金属丝电阻时，因金属丝电阻较小，应采用电流表外接法，A错；计算电阻率公式中的l应为接入电路中的长度，并不是整根金属丝的长度，C错，B、D正确．
答案：BD
2．(多选)在“测定金属的电阻率”实验中，关于误差的下列说法中正确的是(　　)
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金属丝分压的减小而引起测量误差
C．由ρ＝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ρ＝可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量
解析：由于金属丝阻值较小，若电流表采用内接法，则电流表分压产生的误差太大，故电流表采用外接法，R测＜R真，由R＝ρ可知ρ测＜ρ真，A项说法错误；电流表采用外接法时，由于电压表的分流作用会引起测量误差，故B项说法错误；由ρ＝可知要测量的物理量是d、U、I和l，都会引起测量误差，且直径d在公式中是平方关系，所以影响最大，故选项C、D说法正确．综上所述答案为CD.
答案：CD
二、非选择题
3．在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，若待测金属丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：
A．电池组(3 V，内阻约1 Ω)
B．电流表(0～3 A，内阻约0.012 5 Ω)
C．电流表(0～0.6 A，内阻约0.125 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻约4 kΩ)
E．电压表(0～15 V，内阻约15 kΩ)
F．滑动变阻器(0～2 000 Ω，允许最大电流0.3 A)
G．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)
H．开关、导线若干
(1)实验选择的器材有________(填写仪器前字母代号)．
(2)若用螺旋测微器测得金属丝直径d的读数如图1，则读数为________ mm.
(3)测电阻时，电流表、电压表、待测金属丝电阻在组成电路时，请在图2虚线框内画出应采用的实验原理图，且此原理图使得待测金属丝电阻的测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)．
(4)若用L表示金属丝长度，d表示直径，测得电阻值为R，则计算金属丝电阻率的表达式ρ＝________________________________________________________________________.
解析：(1)电池电动势为3 V，则电压表选D，流过金属丝的最大电流Im＝＝0.5 A，故电流表选C，待测金属丝阻值较小，选择阻值较小的滑动变阻器G，还需要导线、开关，故选ACDGH.
(2)根据螺旋测微器的读数规则可知，金属丝直径d＝0.5 mm＋0.400 mm＝0.900 mm.
(3)根据<，电流表选择外接法，外接法测量值偏小．滑动变阻器阻值大于待测电阻阻值，采用限流接法，实验电路图如图所示：
(4)根据电阻定律可知R＝ρ，解得ρ＝.
答案：(1)ACDGH　(2)0.900　(3)见解析图　小　(4)
4．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为3 Ω，实验室备有下列实验器材：
A．电压表V(量程3 V，内阻约为3 kΩ)
B．电流表A(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)
C．滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流0.5 A)
D．电源E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)
E．开关S，导线若干
(1)为减小实验误差，应选用图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图．
(2)现用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得其直径示数如丙图，则直径为________ mm.图丁为两电表的示数，则该金属丝的电阻率为________ Ω·m.(结果保留3位有效数字)
解析：(1)根据>可知，电流表外接，乙图符合题意．
(2)螺旋测微器读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，d＝0.5 mm＋0.01×10.8 mm＝0.608 mm；电压表量程为3 V，分度值为0.1 V，示数为1.20 V，电流表量程为0.6 A，分度值为0.02 A，示数为0.50 A，根据欧姆定律得，R＝＝2.4 Ω；金属丝的电阻率ρ＝≈1.16×10－6 Ω·m.
答案：(1)乙　(2)0.608　1.16×10－6
5．实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度．该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．
可供使用的器材有：
电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；
电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；
滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；
滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；
定值电阻：R0＝3 Ω；
电源：电动势6 V，内阻可不计；
开关、导线若干．
回答下列问题：
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至________(选填“a”或“b”)端．
(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．
(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________ V.
(4)导线实际长度为________ m．(保留2位有效数字)
解析：(1)电路图中滑动变阻器限流连接，最大阻值应远大于被测电阻Rx，故选择R2，闭合开关前，应将滑片移至阻值最大处——a处．
(2)根据电路图连接实物图．
(3)电压表分度值为0.1 V，量程为3 V，读数为2.30 V.
(4)根据欧姆定律得Rx＋R0＝，根据电阻定律得Rx＝ρ，联立解得L＝94 m.
答案：(1)R2　a　(2)见解析图　(3)2.30　(4)94
6．(2017·海南卷)某同学用伏安法测量待测电阻的阻值．现有器材为：
待测电阻R(阻值约为5 Ω)
电源(电动势3 V)
滑动变阻器(阻值范围0～10 Ω)
电流表(量程0.6 A,3 A)
电压表(量程3 V,15 V)
开关，导线若干．
实验要求在测量电路中将电流表外接，滑动变阻器起限流作用．回答下列问题：
(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图．
(2)若已按实验要求接线，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V，电流表的示数始终接近0.写出产生这种现象的一个原因：_________________________________
________________________________________________________________________.
(3)在连线正确后，闭合开关．电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示．由图可知，电压表读数为________ V，电流表读数为________ A．由此可得待测电阻的阻值为________ Ω(结果保留3位有效数字)．
解析：(1)电源电动势为3 V，电压表的量程选用3 V，根据欧姆定律可知，电流的最大值大约0.6 A，电流表量程选择0.6 A，实物图连线如图所示：
(2)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终约为3 V，电流表的示数始终接近0，产生这种现象的原因是待测电阻R断路，由于电压表内阻非常大，导致电流表电流接近0，电压表电压测得是电源电压．
(3)电压表量程为3 V，分度值为0.1 V，则电压表的读数为2.20 V，电流表量程为0.6 A，分度值为0.02 A，则电流表的读数为0.480 A，根据欧姆定律得，待测电阻R＝≈4.58 Ω.
答案：(1)见解析　(2)待测电阻R断路　(3)2.20　0.480　4.58
7．要测量某种合金的电阻率．
(1)若合金丝长度为l，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________mm.
(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．根据原理图在图丙中将实物连线补充完整．
(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35 V，I1＝0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92 V，I2＝0.32 A．根据以上测量数据判断，当S2处于位置________(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx＝________Ω.(结果保留2位有效数字)
解析：(1)根据电阻定律得，R＝ρ＝ρ，解得电阻率ρ＝.
根据螺旋测微器的读数规则可知，示数为0.5 mm＋15.0×0.01 mm＝0.650 mm.
(2)根据原理图连接实物图，如图所示：
(3)电压表示数的相对值＝＝0.32，电流表示数的相对值＝＝0.07，电压表分流作用较大，采用电流表外接法，S2处于位置b，根据欧姆定律可知Rx＝＝2.9 Ω.
答案：(1)　0.650　(2)见解析　(3)b　2.9