教科版 (2019)必修 第三册4 实验:测量金属的电阻率精品巩固练习

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第4节 实验：测量金属的电阻率

1. [多选]某研究性学习小组为更准确地测量阻值约为20Ω的某金属元件Rx的电阻值，已知电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为10Ω，实验中连接电路时，连接电压表正接线柱的导线可以接在图中的（　　）

A．a接线柱 B．b接线柱

C．c接线柱 D．d接线柱

2. 若用毫米刻度尺测得金属导线长度为L=60.00 cm，用螺旋测微器测得的导线直径如图3-8（a）所示，则该导线的直径是d=　　　　mm；电压表接0~3 V量程时指针所指的位置如图（b）所示，则电压为U=　　　　V；电流表接0~0.6 A量程时指针所指的位置如图（c）所示，则电流I=　　　　A。该金属丝的电阻率ρ=　　　　Ω·m。

3. 某同学做“测量金属丝的电阻率”实验。

（1）需要通过实验直接测量的物理量有　　　　　　　　（写出名称和符号）。

（2）这位同学在一次测量时，电流表、电压表的示数分别如图（a）（b）所示。由图可知，电流表、电压表的示数分别为　　　　A和　　　　V，由此可计算出金属丝的电阻为　　　　Ω。（电流表和电压表分别用0.6 A和15 V的量程）

（a）　　　　　　　（b）

4. 有一根细长而均匀的金属管线，横截面如图（a）所示。因管内中空部分截面形状不规则，无法直接测量。已知这种金属的电阻率为ρ，请设计一个实验方案，测量中空部分的横截面积S0。

（a）　　　　　　　 （b）　　

现已提供的器材：毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表V、电流表A、滑动变阻器R、蓄电池E、开关一个、带夹子的导线若干。

（1）根据你的设计，用笔画线代替导线，把如图（b）所示的实物连成实际测量电路。

（2）实验中，用电压表测量金属管线两端的电压U，用电流表测量流过金属管线的电流I，用螺旋测微器测量金属管线的直径为a，用毫米刻度尺测量接入电路中的金属管线的有效长度为l。则金属管线内部空间横截面积S0为　　　　。

5. 某同学利用半偏法测量一电压表的内阻。实验室提供实验器材如下：待测电压表V（量程3 V、内阻约为3 kΩ），电阻箱R0（最大阻值为99 999.9 Ω），滑动变阻器R1（最大阻值100 Ω、额定电流2 A），电压为6 V的直流电源，开关两个，导线若干。

（1）该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分如图所示，请将电路图补充完整。

（2）根据设计的电路写出测量步骤。

（3）这种方法测出的电压表内阻与真实值相比，测量值偏大还是偏小？请说明理由。

6. 为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx，某同学设计了如图（a）所示的电路。

（1）实验时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变，将c点先后与a、b点连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将c点接　　　　（选填“a点”或“b点”），按此连接测量，测量结果　　　　（选填“小于”“等于”或“大于”）Rx的真实值。

（2）根据实验测得的6组数据，在图（b）中描点，作出了两条图线。你认为正确的是　　　　（选填“①”或“②”），并由图线求出电阻Rx=　　　　（结果保留2位有效数字）。

（a）

（b）

7. 实验室有一捆长度约为230 m的铝导线，某同学想通过实验测定其准确长度。该同学首先用螺旋测微器测得导线的直径如图甲所示，查得铝的电阻率为2.8×10-8 Ω·m，再利用图乙所示电路测出铝导线的电阻Rx，从而测定导线的实际长度。

甲                   乙

丙                   丁

实验可供使用的器材有：

A.电流表：量程为0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω；

B.电压表：量程为0~3 V，内阻约为9 kΩ；

C.滑动变阻器R2：最大阻值为20 Ω；

D.定值电阻：R0=3 Ω；

E.电源：输出电压为6 V，内阻可不计；

F.开关、导线若干。

请回答下列问题：

（1）测得铝导线的直径D=　　　　mm。

（2）在实物图中，已正确连接了部分电路图，请根据图乙电路完成剩余部分的连接。

（3）调节滑动变阻器，当电流表的示数为0.50 A时，电压表示数如图丙所示，由此可得铝导线的电阻Rx=　　　　Ω。（保留三位有效数字）

（4）导线实际长度为　　　　m。（保留三位有效数字）

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第4节 实验：测量金属的电阻率

参考答案

1．AB

2. 0.380　1.58　0.32　9.33×10-7

3.（1）加在金属丝两端的电压U、通过金属丝的电流I，金属丝的长度l，金属丝的直径d　（2）0.46　12.0　26.1

4. 实验方案：①用螺旋测微器在被测金属管线上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值a。

②按如图（a）所示的电路图连接好实验电路。

③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属管线的有效长度，测量三次，求出其平均值l。

④把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关。改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表示数I和U的值，断开开关，求出管线电阻Rx的平均值。

（a）　　　　　　　　  （b）　　　　　

⑤将测得的Rx、l、a值，以及已知这种金属的电阻率为ρ，代入电阻定律R=，可得金属管线内部空间横截面积S0的表达式为S0=。

⑥拆去实验线路，整理好实验器材。

（1）实物图如图（b）所示　（2）

5.解：（1）待测电压表电阻约为3 000 Ω，远大于滑动变阻器R1的电阻值（100 Ω），故滑动变阻器R1采用分压式接法；电路图如图所示。

（2）实验步骤：移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读出电阻箱所示的电阻值，此值即为待测电压表的内阻。

（3）电压表串联电阻箱后认为电压不变，而实际该支路电压变大，则电阻箱分压大于计算值会引起测量值偏大，故>。

6.（1）a点　小于　（2）②　7.5 Ω

7.（1）2.300　（2）如图所示　（3）1.60　（4）237

解析：（3）由于电压表量程为03 V，分度值为0.1 V，故读数为2.3 V。测得阻值，则。

（4）由，可知，

= m237 m。