人教版（2019）高中物理必修第三册11.3 实验：导体电阻率的测量—达标检测

第3节 实验：导体电阻率的测量
1．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：选BD.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．
2．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：选CD.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测在测定金属的电阻率的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图5所示，读数为________mm.
图5
解析：从题图中可以看出，从螺旋测微器的固定刻度尺上读出的读数为0.5 mm，由可动刻度读出小数部分为11.7×0.01 mm＝0.117 mm，因此金属丝直径为0.5 mm＋0.117 mm＝0.617 mm.
答案：0.617
4．在“测定金属的电阻率”的实验中，如果提供的电源是一节内阻可不计的干电池，被测金属丝的直径小于1 mm，长度约为80 cm，阻值约为3 Ω.使用的电压表有3 V(内阻约为3 kΩ)和15 V(内阻约15 kΩ)两个量程，电流表有0.6 A(内阻约为0.1 Ω)和3 A(内阻约为0.02 Ω)两个量程．供限流用的滑动变阻器有A：0～10 Ω；B：0～100 Ω；C：0～1500 Ω三种．可供选择的实验电路有如图6甲、乙两种，用螺旋测微器测金属丝的直径如图丙所示，则
图6
(1)螺旋测微器的示数是________mm.
(2)为减小电阻的测量误差，应选用图________所示的电路．
(3)为了测量便于调节，应选用编号为________的滑动变阻器．
(4)电压表的量程应选用________V.
(5)电流表的量程应选用________A.
解析：0.5＋30.5×0.01＝0.805(mm)．金属丝电阻值较小，所以采用外接法精确度较高．因为电源采用一节干电池，电动势为1.5 V，所以电压表量程用3 V，电流表量程用0.6 A.
答案：(1)0.805(0.804～0.806均可)
(2)乙　(3)A　(4)3　(5)0.6
5．利用螺旋测微器、米尺和如图7所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率．
图7
(1)用笔画线代替导线，将图7中的器材连接成实物电路，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电动势为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)．
图8
(2)实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图8所示，电流表、电压表的读数如图9所示．由图可以读出金属丝两端的电压U＝________，流过金属丝的电流强度I＝________，金属丝的长度L＝________，金属丝的直径d＝________.
图9
(3)该金属丝的电阻率是________(保留两位有效数字)
解析：(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“B、C”或“A、D”几个接线柱；由题图可以看出电流表应该连接“－”接线柱和“0.6”接线柱，具体连线如图所示．
(2)由图可以看出：电压表的量程是3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.440 A；由于螺旋测微器的半毫米刻度线已经露出，因此读数是1.850×10－3 m；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm.
(3)由电阻定律得
ρ＝＝＝ Ω·m
＝4.4×10－5Ω·m.
答案：(1)见解析图　(2)2.20 V　0.440 A　30.50 cm
1．850×10－3 m　(3)4.4×10－5Ω·m
6.有一根细而均匀的导电材料，截面为同心圆环，如图10所示，已知这种材料的电阻率为ρ，长度为L，欲测量该样品的内径，但内径太小，无法直接测量，现提供以下实验器材：
图10
A．螺旋测微器
B．电流表A1(量程50 mA，内阻r1＝100 Ω)
C．电流表A2(量程100 mA，内阻r2＝40 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流2 A)
E．直流电源E(12 V，内阻很小)
F．上述导电材料R2(长L为5 cm，电阻约为100 Ω)
G．开关一只，导线若干
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案．
(1)用螺旋测微器测得该样品的外径如图11所示，其示数D＝________mm.
图11
(2)在所给的虚线框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材．
(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内径d＝________________.
解析：(1)由题图读得其外径为D＝3.205 mm.
(2)虽然题干中没有给出电压表，但A1电流表的内阻已知，可以当电压表用，使其与R2并联，因A2量程大于A1，故用A2测干路中的电流；又因滑动变阻器小于待测电阻，故滑动变阻器要用分压式接法．电路如图．
(3)由电路连接特点知，R2＝
又S＝π2－π2
由电阻定律知：R2＝ρ
联立得：d＝.
答案：(1)3.205(3.204～3.206均可)
(2)见解析图　(3)