11.3 实验：导体电阻率的测量—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册练习题

11.3
实验：导体电阻率的测量
1．(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中正确的是(　　)
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，采用电流表内接法，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
答案：BD
2．在“测定金属丝电阻率”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
答案：A
3．回答下列问题：
(1)如图所示，螺旋测微器的读数为________
mm；游标卡尺的读数为________
mm。
(2)电压表接0～3
V量程，电压表读数为________
V。
(3)电流表接0～0.6
A量程，电流表读数为________
A。
答案：(1)6.124(±0.02)　50.90　(2)2.15　(3)0.16
4.
(1)如图甲、乙所示的两把游标卡尺，它们的游标尺分别为9
mm长10等分、19
mm长20等分，则读数依次为________
mm、________
mm。
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图丙所示，则金属丝的直径是__________
mm。
答案：(1)17.5　23.35　(2)2.140
5.
在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：Rx(阻值约4
Ω，额定电流约0.5
A)；
电压表：V(量程3
V，内阻约3
kΩ)；
电流表：A1(量程0.6
A，内阻约0.2
Ω)；
A2(量程3
A，内阻约0.05
Ω)；
电源：E1(电动势3
V，内阻不计)；
E2(电动势12
V，内阻不计)；
滑动变阻器：R(最大阻值约20
Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为________
mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选________、电源应选________，(均填器材代号)在下面虚线框中完成电路原理图。
答案：(1)1.775(1.773～1.777均正确)
(2)A1　E1　图见解析
6.
如图所示是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图。图中均匀的长直玻璃管内径为d，里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L。
(1)根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示。
(2)在接通电路前，为保证器材安全，滑动变阻器的滑片P应移到最________端(填“左”或“右”)。在电路调试时，该同学发现：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5
V、电流表示数为180
μA；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6
V、电流表示数为164
μA.正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关S2应接到________点(选填“a”或“b”)。
(3)该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻R0，则该导电液体的电阻率的表达式为ρ＝________(用R0、L、d等表示)。
解析：(1)电路原理图如图所示
答案：(1)见解析图　
(2)右　b　(3)
7．用伏安法测定铁铬铝合金电阻率的实验中，实验器材如下：长度为1
m直径不同的四根铁铬铝合金丝(直径：D1＝0.4
mm、D2＝0.5
mm、D3＝0.7
mm、D4＝0.9
mm)，电压表(量程0～3
V、内阻约为3
kΩ)，电流表(量程0～0.6
A、内阻约为0.05
Ω)，两个不同规格的滑动变阻器(R1：最大阻值20
Ω，额定电流2
A；R2：最大阻值1
000
Ω，额定电流0.5
A)，干电池两节，开关一个，导线若干。小明采用如图甲所示的电路图对四根合金丝分别进行了四次实验，每次实验时滑动变阻器的触头始终处于同一位置，记录电表数据如下：1.67
V、1.45
V、1.10
V、0.83
V,0.37
A、0.21
A、0.15
A。
(1)还有一个电流表读数如图乙所示，则电流为____
A；
(2)实验中滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”)；
(3)ab端接铁铬铝合金丝的直径越大，电流表读数应________(填“越大”或“越小”)；
(4)根据上述数据，求得铁铬铝合金的电阻率约为____Ω·m(结果保留2位有效数字)。
答案：(1)0.30　(2)R1　(3)越大　(4)1.4×10－6
8．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
(1)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，求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为________
cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值D。其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为________
mm。
甲　　　　　　　　　乙
(2)采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。电阻的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ＝________计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。
(3)请你根据电路图在图中进行实物连线。(电流表选0.6
A量程，电压表选3
V量程)
解析：(1)金属丝的长度为24.12～24.14
cm
直径读数为0.515～0.518
mm。
(2)采用电流表外接法，由于电压表的内阻不是无穷大，电压表有分流，从而电流表的测量值大于真实值，由R＝可知，电阻的测量值小于真实值。
由R＝ρ，R＝，S＝πd2，可得ρ＝。
(3)实物连接如图所示。
答案：(1)24.12
～24.14　0.515～0.518　(2)偏小　　(3)见解析图
9．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和乙所示，长度为____________
cm，直径为____________
mm。
(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：
①将滑动变阻器R1的阻值置于最________处(填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0。
②将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”)，S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1
280
Ω。
(3)由此可知，圆柱体的电阻为________Ω。
答案：(1)5.01　5.316(5.313～5.318均可)　(2)①大　②大　(3)1
280
10．小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约10
Ω，R随t的升高而增大，实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。
实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2和电流表的相应示数I1，I2然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2。
(1)有以下两电流表，实验电路中应选用____________。
A．量程0～100
mA，内阻约2
Ω
B．量程0～0.6
A，内阻可忽略
(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9
Ω调节至10.0
Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”“b”“c”，正确的操作顺序是________。
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表
温度t(℃)
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
阻值R(Ω)
9.6
10.4
11.1
12.1
12.8
请根据表中数据，在图方格纸上作出R－t图线。
由图线求得R随t的变化关系为R＝__________Ω。
由R－t图像知，R＝0.04t＋8.8
Ω。
答案：(1)A　(2)①②③(或①③②)　(3)见解析图
0．04t＋8.8