粤教版 (2019)必修 第三册第三节 测量金属丝的电阻率同步测试题

这是一份粤教版 (2019)必修 第三册第三节 测量金属丝的电阻率同步测试题，共5页。试卷主要包含了读出螺旋测微器的读数，现有一合金制成的圆柱体等内容，欢迎下载使用。


解析：选D 金属的阻值较小，在用伏安法测电阻时应该用电流表外接法，题干中要求实验中获得较大的电压调节范围，故滑动变阻器要采用分压式接法，D正确。
2．读出螺旋测微器的读数。
甲图读数为______ mm；乙图读数为______ cm。
解析：甲图读数为：2 mm＋32.0×0.01 mm＝2.320 mm
乙图读数为：13.5 mm＋37.0×0.01 mm＝13.870 mm＝1.387 0 cm。
答案：2.320 1.387 0
3．现有一合金制成的圆柱体。为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量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甲和乙所示。
(1)由图读得圆柱体的直径为________ mm，长度为____________ cm。
(2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________。
解析：(1)圆柱体的直径为1.5 mm＋34.2×0.01 mm＝1.842 mm；长度为42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm＝4.240 cm。
(2)由欧姆定律R＝eq \f(U,I)和电阻定律R＝eq \f(ρL,S)，
联立得ρ＝eq \f(RS,L)＝eq \f(US,IL)＝eq \f(πD2U,4IL)。
答案：(1)1.842(1.841～1.844均可) 4.240 (2)eq \f(πD2U,4IL)
4.(2022·浙江1月学考)在“导体电阻率的测量”实验中，
(1)根据如图甲所示的电路图，实物连线图(图乙)中的导线a端应与________(选填“b”“c”或“d”)接线柱连接；
(2)下列操作正确的是________[多选]；
A．连接电路时，开关处于断开状态
B．闭合开关前，滑动变阻器滑片调到最右端
C．完成电流表和电压表读数后，及时断开开关
(3)某次实验中电压表的指针位置如图丙所示，则读数为________V；
(4)为了测量金属丝的电阻率，已测量了金属丝的直径d、流过金属丝的电流I及金属丝两端的电压U，还需要用______________(选填“毫米刻度尺”“游标卡尺”或“螺旋测微器”)测量金属丝的长度l，则金属丝电阻率ρ＝__________(用题中物理量的符号表示)。
解析：(1)根据电路图连接实物图，a端应该与c端连接。
(2)为了电路的安全，连接电路时，开关应处于断开状态，A正确；闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该调到最左端，使与滑动变阻器并联部分的电压最小，B错误；完成电流表和电压表读数后，及时断开开关，以免烧毁元件，C正确。
(3)根据指针所指位置和电压表的读数方法，电压表读数为2.42 V。
(4)测量金属丝的长度使用毫米刻度尺，由R＝ρeq \f(l,S)，可得 ρ＝eq \f(RS,l)，其中R＝eq \f(U,I)，S＝eq \f(πd2,4)，可得 ρ＝eq \f(πUd2,4Il)
答案：(1)c (2)AC (3)2.42
(4)毫米刻度尺 eq \f(πUd2,4Il)。
5．(2023·广东高考)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表(量程15 mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图甲为实验原理图。在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的________(填“左”或“右”)端接线柱。
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高，在样品池中注满待测盐水。
②闭合开关S1，________开关S2，毫安表的示数为10.0 mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I1为________mA；
③________开关S2，毫安表的示数为15.0 mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I2为________mA；
④断开开关S1，测量并记录盐水的温度。
(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为________Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
解析：(1)根据题图甲电路可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱。
(2)②闭合开关S1，断开开关S2，毫安表的示数为10.0 mA，则通过电阻R4的电流为I4＝eq \f(I3R3,R4)，根据电路构造可知，流过样品池的电流为I1＝I3＋I4＝40.0 mA；
③闭合开关S2，毫安表的示数为15.0 mA，则流过R4的电流为I4′＝eq \f(I3′R3,R4)，流过样品池的电流为I2＝I3′＋I4′＝60.0 mA。
(3)设待测盐水的电阻为R0，根据闭合电路欧姆定律，开关S2断开时，E＝I1eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(R0＋R2＋\f(R3R4,R3＋R4)))
开关S2闭合时，E＝I2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(R0＋\f(R1R2,R1＋R2)＋\f(R3R4,R3＋R4)))
联立解得R0＝100 Ω。
答案：(1)右 (2)②断开 40.0 ③闭合 60.0 (3)100
6．(2022·湖北高考)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为________ mm。再用游标卡尺测得其长度L。
(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6 A、内阻为1.0 Ω，定值电阻R0的阻值为20.0 Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
根据表中数据，在图丙中绘制出eq \f(1,I) -R图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400 A。根据图丙中的图像可得Rx＝________ Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式ρ＝________(用D、L、Rx表示)得到该材料的电阻率。
(3)该小组根据图乙的电路和图丙的eq \f(1,I) -R图像，还可以求得电源电动势E＝________ V，内阻r＝________ Ω。(结果均保留2位有效数字)
(4)持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析：(1)用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为3.5 mm＋0.01 mm×20.0＝3.700 mm。
(2)再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400 A，则由图像可知对应电阻箱电阻为6 Ω，所以Rx＝6.0 Ω。
根据Rx＝ρeq \f(L,S)＝ρeq \f(L,\f(1,4)πD2)，
解得ρ＝eq \f(πD2Rx,4L)。
(3)由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时
E＝I(RA＋R0＋r＋R)，
即eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)R＋eq \f(RA＋R0＋r,E)，
由图像可知eq \f(1,E)＝eq \f(4.9－2.0,35) V－1，解得E≈12 V，
eq \f(RA＋R0＋r,E)＝2.0 A－1，解得r＝3.0 Ω。
(4)根据表达式E＝I(r＋R0＋RA＋Rx)，
因电源电动势降低，内阻变大，则安培表读数变小，由原图像得到的Rx的值偏大，即Rx测量值偏大。
答案：(1)3.700 (2)6.0 eq \f(πD2Rx,4L) (3)12 3.0 (4)偏大
R/Ω
I/A
eq \f(1,I)/A－1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50