高中人教版 (2019)3 实验：导体电阻率的测量优秀同步练习题

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【学习目标】
1、理解测量电阻率的实验原理及实验方法。
2、通过分组实验，学会测量导体的电阻率，并能进行误差分析。
3、通过使用游标卡尺或螺旋测微器测量长度，以及测量电阻等过程，进一步形成自觉遵守实验操作规程和谨慎操作的习惯。
【学习重难点】
学习重点：金属丝电阻率的测量。
学习难点：电路的分压式接法。
【知识回顾】
1、__________是反映导体材料导电性能的重要物理量。
2、测导体的电阻率的基本原理是____________________，要完成测量，应用__________测量__________，用__________或__________测量____________________，用__________测量__________。
3、毫米刻度尺的分度值为__________，可估读到__________。游标卡尺的三种规格分别可精确到__________、__________、__________，__________估读。螺旋测微器可精确到到__________。
用这些长度测量工具测量长度时，可用____________________的方法减小误差。
4、测量导体电阻的基本方法：__________。实验原理是：__________。
【自主预习】
1、电流表接在电压表两接线柱外侧的方法叫“__________”，接在电压表两接线柱内侧的方法叫“__________”。
2、在测量小电阻，即RxRA情况下，使用__________误差较小。
3、限流接法电路结构__________、操作__________、耗能__________，但电压或电流__________从0变起、调节范围__________。
分压接法电压或电流__________从0调节，调节范围__________，但电路结构__________、操作__________、耗能__________。
【课堂探究】
第一部分 测量思路与方法
思考1：测金属丝的长度应选用什么测量工具？测量过程中有何注意事项？
【例】毫米刻度尺的使用。
毫米刻度尺的最小分度值为__________，测量时应精确到__________，估读到__________。请读出下图中物块的长度：__________。
思考2：测金属丝的横截面积应选用什么测量工具？测量过程中有何注意事项？
测量思路：测量金属丝的__________，间接得出金属丝的横截面积。
测量方法：
①若选__________，利用__________测直径；
②选__________或__________直接测量直径，在电阻丝的不同位置测量3次，求得直径的__________。
思考3：怎样测量导体的电阻呢？
测量方法：__________
测量思路：用__________测出电阻两端的__________，用__________测出通过电阻的__________，利用____________________可以算出电阻的阻值__________。
第二部分 测量电路的设计
连接伏安法测电阻的电路时，电表有两种常见的接法，分别是：
①电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“__________”。
②电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“__________”。
思考1：如图所示，当电流表外接时，电压表和电流表的示数各是多少？计算得到的电阻表达式是怎样的？与实际值的差别是怎样的？
思考2：当电流表内接时，如图所示，电压表和电流表的示数各是多少？计算得到的电阻表达式是怎样的？与实际值的差别是怎样的？
思考3：内接法与外接法怎样选择？
试探法：如图，按内、外接的方式依次连接，观察电流表、电压表示数变化情况。
若__________示数有明显变化，即__________，用外接；
若__________示数有明显变化，即__________，用内接。
第三部分 控制电路的设计
思考1：在测量电阻时，怎样改变电阻的电流、电压，以达到测多组数据的实验效果？
思考2：滑动变阻器该如何接入电路呢？
思考3：在第2节学习过的滑动变阻器另一种接法的电路是什么？
思考4：限流式接法有何特点？
思考5：分压式接法有何特点？
思考6：两种接法的优缺点各有哪些？
思考7：怎样选择滑动变阻器的两种接法？
思考8：怎样选择不同规格的滑动变阻器？
第四部分 伏安法测电阻的电路设计及仪表选择
思考1：综合以上分析，伏安法测电阻的电路有哪些？
思考2：仪表选择的方法：
第五部分 测金属丝电阻率
实验目的：测量金属丝的电阻率。
实验电路图：
实验器材：
实验步骤：
测量导线长度和直径的数据记录表
测量导线电阻的数据记录表
注意：
①因一般金属丝电阻__________，为了减少实验的系统误差，应选择__________。
②本实验滑动变阻器若用分压式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到__________的状态。
③测量时应测接入电路中的金属丝的____________________；在金属丝的__________位置上用螺旋测微器或游标卡尺测量直径d。
④电流__________（电流表用0-0.6A量程），通电时间__________，以免电阻率因__________而变化。
误差分析：
【视频】测定金属丝的电阻率。
【自我测评】
1．（2016上·西藏拉萨·高二阶段练习）如图所示，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱D移动时，电路中的电阻减小，则接入电路的接线柱是（ ）
A．A和BB．A和CC．B和CD．B和D
2．（2020上·北京海淀·高二北京二十中校考期末）在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题：
①如何选择电流表的接法？
如图乙所示，某同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表 （填写“内接”或“外接”）的电路。电表的内阻可能对实验产生系统误差，请你就你选择的方案说明电表内阻对电阻率测量结果是否会产生影响；若产生影响，将导致电阻率的测量结果偏大还是偏小。( )
②如何选择滑动变阻器的接法？
已知待测金属丝的电阻约为20Ω，实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω，电源电动势为3V，需要选择滑动变阻器的 （填写“分压式”或“限流式”）接法。
3．（2022·天津津南·天津市咸水沽第一中学校考模拟预测）要测量某种合金的电阻率。①若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率= 。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为 mm。
②图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关，根据原理图在图丙中将实物连线补充完整 。
③闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V，I1=0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V，I2=0.32A；根据以上测量数据判断，当S2处于位置 （选填“a”或“b”）时，测量相对准确，测量值R= Ω。（结果保留2位有效数字）
4．（2022上·湖北·高三校联考阶段练习）某同学测量一捆铜导线的长度L，所用器材有：学生电源E，阻值为R0的定值电阻，电压表V1和V2（内阻均未知），电阻箱R，开关及导线若干。实验操作如下：
（1）用游标卡尺在不同部位测量铜导线横截面的直径D，测量时铜导线应卡在图（a）所示的游标卡尺的部位 （选填“A”“B”“C”“D”“E”“F”或“G”），某次测量的示数如图（b）所示，为 mm；
（2）按图（c）连接电路，a、b间粗实线表示铜导线，闭合开关S，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的示数，绘制出图（d），则铜导线的电阻值R'= Ω；查表可知铜的电阻率为ρ，用ρ、D、R'表示这捆铜导线的长度为L＝ ；
（3）若考虑电压表内阻的影响，则由图（d）测得铜导线的电阻值 （选填“大于”“小于”或“等于”）R'。
5．（2022下·河北石家庄·高一石家庄市藁城区第一中学校考阶段练习）在测量某金属丝电阻率的实验中，
（1）用图甲所示电路测量，要求电压能从零开始测量，并能多测量几组数据，请用笔画线代替导线，在图甲中仅添加一根导线完成实验的电路连接。( )
（2）实验时，闭合开关前滑片应置于滑动变阻器的 （选填“左”或“右”）端；测量结束后，应先断开开关，再拆除导线，最后整理好器材。
（3）实验中，测量数据如下表所示。请你在图乙中描出金属丝的U﹣I图像。( )
（4）由U﹣I图像计算出金属丝的电阻为R= 。
（5）测出金属丝的长度L和直径d，根据电阻定律推导出金属丝电阻率的表达式为( )。
【学后反思】
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________测量次数
1
2
3
平均值
导线长l/m
导线直径d/m
测量次数
1
2
3
电阻平均值
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
实验次数
1
2
3
4
5
6
U/V
0.90
1.20
1.50
1.80
2.10
2.40
I/A
0.18
0.24
0.31
0.37
0.43
0.49