人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流10 实验：测定电池的电动势和内阻精练

这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-1第二章 恒定电流10 实验：测定电池的电动势和内阻精练，共6页。试卷主要包含了6 A，内阻0，6×104 Ω．等内容，欢迎下载使用。

A.应用游标卡尺测定金属丝的长度，这样精确度高
B.用多用电表欧姆挡测其电阻，这样方便
C.通电时间不宜过长，电流不能过大，以免金属丝明显升温，造成其电阻率变化
D.用千分尺测量其直径
【解析】由本实验的实验原理及注意事项可知C、D正确.
【答案】C、D
2.在做“测量金属的电阻率”实验时，下列操作中正确的是 （ ）
A.若待测金属导线是漆包线，应该用火烧去表面漆皮，轻轻抹去灰尘后再测金属丝的直径，千万不可用小刀去刮漆皮，而两端接头部分则用纱布打磨干净，以保证电路接触良好
B.用米尺反复测量三次导线的总长度，求出平均值l，然后将导线接入测量电路中
C.估计待测金属导线的总长，选择合适的仪器和实验电路
D.合上开关S，不断增大滑动变阻器接入电路的有效阻值，记录几组对应的电流和电压数值，计算出导线的总电阻
【解析】导线长度的测量应在连入电路后在拉直的情况下进行；闭合开关S前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大值.
【答案】A
二、非选择题(共84分)
3．（21分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
（1）从图中读出金属丝的直径为___________mm.
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：
A.电压表0～3 V，内阻10 kΩ
B.电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C.电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω
D.电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E.滑动变阻器，0～10 Ω
F.滑动变阻器，0～100 Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________.（填序号）
②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误.
错误1：__________________________________________________________________；
错误2：__________________________________________________________________.
【解析】（1）从螺旋测微器的主尺上可以看出，半毫米刻度线已经露出来，因此主尺上应读0.5 mm,螺旋上接近第18个刻度线，可以估读0.179 mm,所以该金属丝直径应为0.5 mm+0.179 mm=0.679 mm.
(2)①因为两节干电池的电动势是3 V,用3 V量程的电压表A；因为电阻丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V的电动势全加在电阻丝上，电流才是0.6 A,因此用量程是0.6 A的电流表C；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小实验误差，应选10 Ω的滑动变阻器E.
【答案】（1）0.679
(2)①A C E ②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误2：采用了电流表内接法
4．(21分) 在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω.实验室备有下列实验器材：
A.电压表V1（量程3 V，内阻约为15 kΩ)
B.电压表V2（量程15 V，内阻约为75 kΩ）
C.电流表A1（量程3 A，内阻约为0.2 Ω)
D.电流表A2（量程600 mA，内阻约为1 Ω）
E.变阻器R1（0～10 Ω，0.3 A)
F.变阻器R2（0～2 000 Ω，0.1 A)
G.电池E（电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)
H.开关S，导线若干
（1）为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有_______________________________________________________________.
(2)为减小实验误差，应选用图甲中_________［填“（a）”或“（b）”］作为该实验的原理图，并按所选择的原理图把图乙中的器材用笔画线代替导线连接起来.
（3）若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635 mm，两电表的示数分别如图丙所示，则电阻值为_________Ω，电阻率为_________.
【答案】（1）A、D、E、G、H
（2）（b）实物连接如下图所示
（3）2.40 1.27×10-6 Ω·m
5.（21分）某研究性学习小组设计了如图所示的电路.用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系，图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱.
（1）实验时，闭合K之前应将R的滑片P置于 （选填“C”或“D”）端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，K1应置于位置 （选填“1”或“2”）.
（2）在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图（2）所示（不计由于通电导致的化学变化）.实验中Rx的通电面积为20 cm2,长度为20 cm,用内接法测得Rx的阻值是3 500 Ω,则其电阻率为 Ω·m,由图中对应曲线 （选填“1”或“2”）可得此时溶液浓度约为 %（结果保留2位有效数字）.
【解析】（1）按照分压式供电电路的使用原则闭合K之前，滑片P应置于使测量电路获得电压最小的位置，故应置于D端，K1置于1才对应电流表外接法.
（2）根据R=得ρ=代入数据解得ρ=35 Ω·m.内接法测得的电阻最大，对应电阻率偏大，比较曲线1和曲线2，故对应曲线1，由图（2）可找到该电阻率对应的浓度应为0.012%.
【答案】（1）D （1）（2）35 1 0.011至0.015间的数据
6． (21分)某同学在做“自来水电阻率的测定”实验时，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，用如图甲所示电路进行测量．两电极相距L＝0.700 m，其间充满待测的自来水，所需器材如下：
电压表(量程15 V，内阻约30 kΩ)
电流表(量程300 μA，内阻约50 Ω)
滑动变阻器(100 Ω，1 A)
电池组(电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω)
单刀单掷开关一个、导线若干
下表是他测量通过管中自来水柱的电流及两端电压的实验数据：
实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图乙所示．
根据以上材料请回答下面的问题：
(1)玻璃管内径d的测量值为________cm；
(2)根据表中数据在图丙坐标中作出UI图象，根据图象求出电阻R＝________Ω；
(3)用直接测量值计算自来水电阻率的公式是ρ＝________，测量值为______Ω·m(保留两位有效数字)；
(4)请在下面的虚线框内画出测量自来水电阻的电路图．
【解析】 (1)由图可知，游标卡尺的读数为3.060 cm，即玻璃管内径d的测量值为3.060 cm.
(2)将表中数据在题图坐标中描点后，作出UI图线如图(甲)所示．图线的斜率就是玻璃管内水的电阻，由图可得R＝eq \f(ΔU,ΔI)＝4.6×104 Ω(只要在4.3×104 Ω～4.9×104 Ω均可)．
(3)根据电阻定律R＝ρeq \f(L,S)＝ρeq \f(L,πr2)，可得用直接测量的物理量计算自来水电阻率的公式是ρ＝eq \f(Rπd2,4L).
将测得的数据代入上式可得：
ρ＝eq \f(4.6×104×3.14×(3.060×10－2)2,4×0.700) Ω·m≈49 Ω·m.
(在49±3 Ω·m均可)．
(4)eq \f(Rx,RA)≫eq \f(RV,Rx)，故选择电流表内接法．又由于待测电阻阻值远大于滑动变阻器的阻值，所以变压器用分压式接法，电路如图(乙)．
图(乙)
【答案】 (1)3.060 (2)如图(甲)所示 4.6×104
(3)eq \f(Rπd2,4L) 49 (4)如图(乙)所示
U/V
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
I/μA
22
65
109
155
190
240