人教版（2019）高中物理必修三专题11 实验：长度的测量工具及电阻率的测量

专题11 实验：长度的测量工具及电阻率的测量

1.(2020-2021学年·福建福州一中高二期末)使用螺旋测微器测量一电阻丝的直径，如图所示，读数为________mm。

2.(2020-2021学年·江西新余一中高二月考)如图所示，在某次实验中，某同学用螺旋测微器测金属丝的直径，其示数D________mm。

3.(2020-2021学年·宣威市九中高二期中)（1）度的游标卡尺测量一工件长度时游标与主尺的相对位置图，则该工件的长度为________mm。用千分尺测一金属杆的直径，结果如图乙所示，则杆的直径是________mm。

(2)某同学分别用10分度、20分度和50分度的游标卡尺测量同一工件的长度，下列哪个数据一定是错误的________。

A.4.2 mm   B.4.20 mm

C.4.21 mm   D.4.22 mm

4.(2020-2021学年·四川成都一中高二期末)如图为电流表和电压表的刻度盘。

(1)图甲使用0.6 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数是________A；当使用3 A量程时，对应刻度盘上每一小格代表________A，图中表针示数为________A。

(2)图乙使用较小量程时，每小格表示________V，图中表针的示数为________V。若使用的是较大量程，则这时表盘刻度每小格表示________V，图中表针示数为________V。

5.(2020-2021学年·福建龙岩一中高二期末)在“测定金属的电阻率”的实验中。

(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为________mm。

(2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A。

6.(2020-2021学年·广东中山中学高二期中)某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中，实验室备有下列实验器材：

A.电压表　 (量程0～3 V，内阻约为15 kΩ)

B.电压表　 (量程0～15 V，内阻约为75 kΩ)

C.电流表　 (量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω)

D.电流表　 (量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)

E.变阻器R1　(0～100 Ω，0.6 A)

F.变阻器R2　(0～2 000 Ω，0.1 A)

G.电池组E　(电压为3 V)

H. 待测金属丝　 (阻值约为5 Ω)

I.开关S，导线若干，米尺，螺旋测微器等

(1)为减小实验误差，电压表应选用________；电流表应选用________；滑动变阻器应选用________(填代号)。

(2)甲乙两位同学分别画出了两个电路图，如图甲、乙所示。本实验选用________(填“甲”或“乙”)图比较合适。

(3)实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，使用时发现所用螺旋测微器存在零误差。测微螺杆与测砧直接接触时读数如图甲所示，测量金属丝直径时如图乙所示，则金属丝的直径d＝________mm；

(4)如果实验中测得金属丝的电阻值为R，用米尺测出的金属丝长度为L, 用螺旋测微器测出的金属丝的直径为d，则其电阻率ρ＝________。

7. (2020-2021学年·陕西西安中学高二期末)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图所示，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)。

8.(2020-2021学年·黑龙江大庆实验中学高二月考)国标(GB/T)规定自来水在15 ℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15 ℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：

电源(电压恒为3 V)；

电压表V1(量程为3 V，内阻很大)；

电压表V2(量程为3 V，内阻很大)；

定值电阻R1(阻值4 kΩ)；

定值电阻R2(阻值2 kΩ)；

电阻箱R(最大阻值9 999 Ω)；

单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。

实验步骤如下：

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d；

B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；

C.把S拨到1位置，记录电压表V1示数；

D.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；

E.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；

F.断开S，整理好器材。

(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝________mm；

(2)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝________(用R1、R2、R表示)；

(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R－关系图像。则自来水的电阻率ρ＝________Ω·m(保留2位有效数字)；

(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。

9.(2020-2021学年·福建漳州一中高二期末)为测量某种合金材料的电阻率，某同学选取了一个长为L的圆柱形合金材料器件进行实验：

为精确测量合金材料的电阻率ρ，该同学利用以下器材，设计了如图甲所示的电路图。其中：

甲

待测器件Rx约为450 Ω；

电流表A(量程为5 mA，内阻RA＝120 Ω)；

电压表V(量程为10 V，内阻RV约为2 kΩ)；

定值电阻R0＝40 Ω；

滑动变阻器R(0～20 Ω)；

蓄电池E(电压为12 V)；

开关K及导线若干。

①根据实验电路图，把图乙的实物图补充完整；

②该同学在正确连接好电路后测量了多组U、I值，并描绘了I－U图像，如图丙所示。求得该图线的斜率k＝5.0×10－4 ，可得该器件的电阻Rx＝________Ω。再根据ρ＝得到合金材料的电阻率。

10.(2020-2021学年·广东深圳实验学校高二期末)某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径d，该金属管长约0.5 m，电阻约为6 Ω，已知这种金属的电阻率为ρ。

(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为________ mm，应用________(选填“游标卡尺”或“毫米刻度尺”)测金属管线的长度L；

(2)测量金属管线的电阻R，为此取来两节干电池、开关和若干导线及下列器材：

A.电压表0～3 V，内阻约10  kΩ

B.电压表0～15 V，内阻约50  kΩ

C.电流表0～0.6 A，内阻约0.05 Ω

D.电流表0～3 A，内阻约0.01 Ω

E.滑动变阻器，0～10 Ω

F.滑动变阻器，0～1000 Ω

要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________；滑动变阻器选________(填序号)

(3)实验中实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误：

错误1：_________________________________________

错误2：_________________________________________

(4)更正电路后测得电压表示数为U，电流表示数为I，请用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示)，推导出计算金属管线内径的表达式d＝

______________________________________________________________。

11.(2020-2021学年·北京牛栏山一中高二期中)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。

(1)金属丝的有效长度L为________cm，直径D为________mm，电阻R为________Ω。

(2)将测得的数据代入公式ρ＝________，即可求出金属丝的电阻率。(用第(1)问给出的字母表示)

12.(2020-2021学年·广东湛江21中高二开学考)现测量一铜芯导线的电阻率，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为1 Ω，为提高测量的精度，需从下列器材中挑选一些元件，设计电路，重新测量这段导线(图中用Rx表示)的电阻。

A.电源E(电压为6.0 V，内阻不计)

B.电压表V1(量程为0～0.6 V，内阻约为2 kΩ)

C.电压表V2(量程为0～6.0 V，内阻约为6 kΩ)

D.电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω)

E.电流表A2(量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω)

F.滑动变阻器R1(最大阻值5 Ω，额定电流1.0 A)

G.滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω，额定电流0.2 A)

H.定值电阻R0(阻值为9 Ω)

I.开关S一个，导线若干

(1)如图甲所示是该实验小组用螺旋测微器对铜线直径的测量，其读数是________。

(2)为提高实验精度，要求电表的偏转不小于其量程的，某同学设计了部分电路如图乙所示，请你在此基础上将电路补充完整，使实验可以完成。

(3)实验时电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________(只填代号)。

(4)若在测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯导线所用材料的电阻率的表达式为ρ＝________。