第3章　第6节　科学测量 金属丝的电阻率 同步检测（word版含答案）

1101090012407900第3章 恒定电流
第6节　科学测量:金属丝的电阻率
课后篇巩固提升
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.用毫米刻度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
2.

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4.60 mA,电压表示数为2.50 V,c端与a端相连时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果正确的是(　　)
A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω
B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω
C.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω
D.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω
3.(2019~2020学年湖南张家界高二上期末考试)某兴趣小组通过实验测量澧水河水的电阻率,现备有一根粗细均匀的玻璃管(两端各有一个圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计),电压表(量程12 V、内阻约为1 000 Ω),电流表(量程100 μA、内阻约为5 Ω),滑动变阻器(10 Ω、1 A),电池组(电动势为12 V,内阻不计),开关,导线,游标卡尺,螺旋测微器,待测样品水(电阻约为200 kΩ)。
请回答下列问题:
(1)如下图所示,用游标卡尺测量样品水的长度L=　　　　　mm,螺旋测微器测出直径d=　　　　　mm。?

(2)为了精确测量,测量电路图应选　　　　　。?

4.(2019~2020学年陕西咸阳高二上期末教学质量检测)某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。

(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如上图,则直径为D=　　　　mm,圆柱体的长度为L=　　　　　mm;?
(2)为了测量出该金属的电阻,该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线;

(3)如图丙所示,实验中当把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于a点,这时测得的电阻值比真实值偏　　　　　(选填“大”或“小”);?
(4)实验测得工件两端的电压为U,通过的电流为I,写出该工件材料电阻率的表达式ρ=　　　　　(用已测量的物理量相应的字母表达)。?


5.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出待测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。
(1)请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=　　　　　(用上述测量的字母表示)。?
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图甲、乙所示,则金属丝长度的测量值为l=　　　　　cm,金属丝直径的测量值为d=　　　　　mm。?

(3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差。按如图丙所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。

丙

利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R2的滑片调到最左端,单刀双掷开关S2掷向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。
第二步:保持两滑动变阻器的滑片位置不变,将单刀双掷开关S2掷向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx=　　　　　。?


6.(2019~2020学年广东汕头潮阳区高二上教学质量检测)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。?

(2)采用如图丙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)。?

丙


(3)请你根据电路图丁在实物图中进行实物连线。(电流表选0.6 A量程,电压表选3 V量程)

丁


1101090012407900第3章 恒定电流
第6节　科学测量:金属丝的电阻率
课后篇巩固提升
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.用毫米刻度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
解析实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它的分流作用很小,应采用电流表外接法。故A、C操作错误,B、D操作正确。
答案BD
2.

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4.60 mA,电压表示数为2.50 V,c端与a端相连时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果正确的是(　　)
A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω
B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω
C.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω
D.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω
解析比较两次的电压表读数,可知ΔU=0.20 V,则ΔUU=0.202.50=0.08;电流变化ΔI=0.4 mA,则ΔII=0.044.60=0.087,可见ΔII>ΔUU,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,故应采取内接法,Rx=2.5V4.60×10-3 A≈543 Ω,此法得到的电阻测量值偏大,因此选项B正确。
答案B
3.(2019~2020学年湖南张家界高二上期末考试)某兴趣小组通过实验测量澧水河水的电阻率,现备有一根粗细均匀的玻璃管(两端各有一个圆形电极,可装入样品水,接触电阻不计),电压表(量程12 V、内阻约为1 000 Ω),电流表(量程100 μA、内阻约为5 Ω),滑动变阻器(10 Ω、1 A),电池组(电动势为12 V,内阻不计),开关,导线,游标卡尺,螺旋测微器,待测样品水(电阻约为200 kΩ)。
请回答下列问题:
(1)如下图所示,用游标卡尺测量样品水的长度L=　　　　　mm,螺旋测微器测出直径d=　　　　　mm。?

(2)为了精确测量,测量电路图应选　　　　　。?

解析(1)用游标卡尺测量样品水的长度L=70 mm+0.05 mm×12=70.60 mm;螺旋测微器测出直径d=6.5 mm+0.01×8.0 mm=6.580 mm。
(2)比较待测水样的电阻、电压表的内阻和电流表的内阻可知,待测水样的电阻远大于电流表的内阻,则应该采用电流表内接;滑动变阻器用分压电路,则电路图D正确。
答案(1)70.60　6.580　(2)D
4.(2019~2020学年陕西咸阳高二上期末教学质量检测)某同学需测量一个圆柱体工件的电阻率,该同学先用螺旋测微器测量圆柱体的直径,游标卡尺测量该圆柱体的长度。

(1)螺旋测微器和游标卡尺的示数如上图,则直径为D=　　　　mm,圆柱体的长度为L=　　　　　mm;?
(2)为了测量出该金属的电阻,该同学设计了如图甲所示的电路,请按设计的电路完成实物图乙的连线;

(3)如图丙所示,实验中当把电压表的右端分别接于a点和b点,发现电流表的示数有明显的变化。若实验时把电压表的右端接于a点,这时测得的电阻值比真实值偏　　　　　(选填“大”或“小”);?
(4)实验测得工件两端的电压为U,通过的电流为I,写出该工件材料电阻率的表达式ρ=　　　　　(用已测量的物理量相应的字母表达)。?
解析(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5 mm+11.0×0.01 mm=1.610 mm
由图示游标卡尺可知,其示数为38 mm+7×0.05 mm=38.35 mm。
(2)根据图示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

(3)若实验时把电压表的右端接于a点,电压表测量值等于真实值,而电流表测量值大于真实值,因此依据R=UI,此时测量值偏小。
(4)电阻:R=UI
由电阻定律可知:R=ρLS=ρLπD22
则电阻率为ρ=πUD24IL
答案(1)1.610　38.35
(2)
(3)小　(4)πD2U4IL
5.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出待测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx。
(1)请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=　　　　　(用上述测量的字母表示)。?
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图甲、乙所示,则金属丝长度的测量值为l=　　　　　cm,金属丝直径的测量值为d=　　　　　mm。?

(3)用电流表和电压表测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论使用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差。按如图丙所示的电路进行测量,可以消除由于电表内阻造成的系统误差。

丙

利用该电路进行实验的主要操作过程是:
第一步:先将R2的滑片调到最左端,单刀双掷开关S2掷向1闭合,闭合开关S1,调节滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1。
第二步:保持两滑动变阻器的滑片位置不变,将单刀双掷开关S2掷向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2。
请写出由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式Rx=　　　　　。?
答案(1)πd2Rx4l
(2)36.50(36.48~36.52均可)　0.797(0.796~0.798均可)
(3)U1I1?U2I2
6.(2019~2020学年广东汕头潮阳区高二上教学质量检测)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。?

(2)采用如图丙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)。?

丙


(3)请你根据电路图丁在实物图中进行实物连线。(电流表选0.6 A量程,电压表选3 V量程)

丁


解析(1)由图示刻度尺可知,其分度值为1 mm,示数为24.12~24.14 cm;由图示螺旋测微器可知,其示数为:0.5 mm+1.6×0.01 mm=0.516 mm;
(2)采用安培表外接法,由于电压表的内阻不是无穷大,电压表有分流作用,从而电流表的测量值大于真实值,由R=UI可知,电阻的测量值小于真实值;由R=ρlS,R=UI,S=14πd2,可得ρ=πd2U4Il。
(3)实物连接如下图所示。

答案(1)24.13(24.12~24.14)　0.516(0.515~0.518)
(2)偏小　πd2U4IL　(3)见解析图