2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册：11.3实验：导体电阻率的测量实验word版含答案

2021年高中物理人教版（新教材）必修第三册3实验：导体电阻率的测量实验
1．读出图1中游标卡尺和螺旋测微器的读数，游标卡尺的读数为________
mm；螺旋测微器的读数为________
mm.
图1
2．某同学用20分度的游标卡尺测量一薄金属圆板的直径D，用螺旋测微器测量其厚度d，示数如图2甲、乙所示．由图可读出D＝________
mm，d＝________
mm.
图2
3．某实验小组在做“测定金属的电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图3甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是________
mm、________
A、________
V.
图3
4．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，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4(a)和(b)所示．
图4
由图得圆柱体的直径为________
mm，长度为________
cm.
5．图5甲、乙和丙分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，图甲读数为________，图乙读数为________，图丙读数为________．
图5
6．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6甲所示，电流表、电压表的读数如图乙所示．则金属丝两端的电压U＝________，电流I＝________，金属丝的长度l＝________，直径d＝________.
图6
7．读出图7中给出的螺旋测微器和游标卡尺的示数，螺旋测微器的示数为________
mm，游标卡尺A的示数为________
cm，游标卡尺B的示数为________
cm.
图7
8．图8中50分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________
mm和________
mm.
图8
9.一根细长而均匀的金属管线样品，长约60
cm，电阻大约6
Ω，截面图如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为________mm。
(2)实验室有如下器材：
A.电流表(量程0.6
A，内阻约0.1
Ω)
B.电流表(量程3
A，内阻约0.03
Ω)
C.电压表(量程3
V，内阻约3
kΩ)
D.滑动变阻器(1
750
Ω，0.3
A)
E.滑动变阻器(15
Ω，3
A)
F.蓄电池(6
V，内阻很小)
G.开关一个，带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(只填代号字母)。
(3)将如图所示的实物电路补充完整。
(4)金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________。计算中空部分截面积的表达式为S＝________。
10.某同学利用如图所示电路测量量程为2.5
V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99
999.9
Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50
Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5
kΩ)，直流电源E(提供的电压为3
V)，开关1个，导线若干。
实验步骤如下
①按电路原理图连接线路；
②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开关S；
③调节滑动变阻器，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00
V，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。
(2)根据电路将下图中实物图连线。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0
Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)。
11.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：
(1)螺旋测微器如图所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)图甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置。
甲
乙
(4)为测量Rx，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像如图丙所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
请根据表中的数据，在方格纸上作出U2－I2图像。
丙
(5)由此，可求得电阻丝的Rx＝________Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。
参考答案及解析
1.答案：11.4　0.920
解析：游标卡尺的读数为：L＝11
mm＋4×0.1
mm＝11.4
mm；
螺旋测微器的读数为：d＝0.5
mm＋42.0×0.01
mm＝0.920
mm.
2.答案：50.80　3.776(3.774～3.778均可)
3.答案：0.999(0.998～1.000均可)　0.42　2.25(2.24～2.26均可)
4.答案：1.847(1.846～1.848均可)　4.240
解析：由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5
mm，可动刻度示数为34.7×0.01
mm＝0.347
mm，螺旋测微器示数为1.5
mm＋0.347
mm＝1.847
mm；
由题图(b)可知，游标卡尺主尺示数为4.2
cm，游标尺示数为8×0.05
mm＝0.40
mm，游标卡尺示数为42
mm＋0.40
mm＝42.40
mm＝4.240
cm.
5.答案：4.120
cm　0.990
mm　1.510
mm
解析：题图甲主尺示数为4.1
cm，游标尺上第10格对齐，精确度为0.02，故图甲读数为41
mm＋0.02×10
mm＝41.20
mm＝4.120
cm.题图乙螺旋测微器固定刻度读数为0.5
mm，螺旋上49.0格对齐，故图乙读数为0.5
mm＋0.01×49.0
mm＝0.990
mm.题图丙中半毫米刻度线已露出，此时固定刻度读数应为1.5
mm，可动刻度读数为0.010
mm，图丙读数为1.510
mm.
6.答案：11.0
V　0.44
A　30.50
cm　1.850
mm
解析：电压表的量程是15
V，所以读数是11.0
V；电流表的量程是0.6
A，所以读数是0.44
A；螺旋测微器的读数是1.850
mm；米尺的读数是40.50
cm－10.00
cm＝30.50
cm.
7.答案：6.125　4.120　1.095
8.答案：10.52　10.294(10.293～10.295均可)
解析：游标卡尺读数：(10＋0.02×26)
mm＝10.52
mm；
螺旋测微器读数：(10＋29.4×0.01)
mm＝10.294
mm.
9.答案：(1)1.125±0.001　(2)A　E　(3)如图所示
(4)管线长度L　－
10.答案：(1)R1　(2)见解析图　(3)2
520
解析：(1)本实验测电压表的内阻，实验中电压表示数变化不大，则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大，故需要滑动变阻器的最大阻值较小，故选R1可减小实验误差。
(2)滑动变阻器为分压式，连接实物电路如图所示：
(3)电压表和电阻箱串联，两端电压分别为2.00
V和0.50
V，则RV＝4R＝2
520
Ω。
11.答案：(1)C　(2)不同　(3)见图甲　(4)见图乙
(5)23.5(23.0～24.0都算对)
甲
解析：(1)旋转微调旋钮C。
(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。
(3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如答案图甲所示。
(4)将所给的5组数据标注在U－I图像中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上，如答案图乙所示。
(5)由题意知：＝Rx＋RA＋R0，
由U1－I1图线的斜率可得＝49.0
Ω。
＝RA＋R0，
由作出的U2－I2图线的斜率可得
＝25.5
Ω。
故Rx＝(49.0－25.5)
Ω＝23.5
Ω。