2020-2021学年3 实验：导体电阻率的测量课堂检测

实验:导体电阻率的测量

(25分钟　50分)

1.(2分)在“测定金属丝电阻率”的实验中,由ρ=可知,对实验结果的准确性影响最大的是 (　　)

A.金属丝直径d的测量　　　  B.电压U的测量

C.电流I的测量      D.金属丝长度l的测量

【解析】选A。四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方。

2.(2分)在测金属丝的电阻率的实验中,下列说法中错误的是 (　　)

A.用伏安法测电阻时,可采用电流表外接法

B.实验中应调节滑动变阻器,取得多组U和I的值,然后求出平均电阻

C.应选用毫米刻度尺测金属丝的长度三次,然后求出平均长度l

D.实验中电流不能太大,以免电阻率发生变化

【解析】选C。测量的是接入电路中的金属丝的有效长度。故C错。

3.(2分)在测定阻值较小的金属的电阻率的实验中,为了减小实验误差,并要求在实验中获得较大的电压调节范围,在测量其电阻时应选择的电路是              (　　)

【解析】选D。金属阻值较小,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。

4.(10分)某同学要测定某金属丝的电阻率,金属丝的电阻大约为5 Ω。

(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径d,读数如图所示,则直径d=　　　　mm。 

(2)为了测定金属丝的电阻,实验室提供了以下器材:

A.电压表:0～3 V,内阻约为10 kΩ;0～15 V,内阻约为50 kΩ

B.电流表:0～0.6 A,内阻约为0.5 Ω;0～3 A,内阻约为0.1 Ω

C.滑动变阻器:0～10 Ω　D.滑动变阻器:0～100 Ω

E.两节干电池 F.电键及导线若干

为多测量几组实验数据,请你用笔画线代替导线连接完整如图所示的实物电路,滑动变阻器应选用　　　　　(填器材前面的字母代号)。 

(3)

将电路正确连接后,闭合电键,调节滑动变阻器,测量多组电压、电流的值,作出I-U图像,如图所示,由图像求得金属丝的电阻为　　　　Ω;由于电表连接问题导致电阻率的测量值　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 

【解析】(1)由题图可知,金属丝直径

d=0.5 mm+38.0×0.01 mm=0.880 mm。

(2)电源为两节干电池,即电动势为3 V,电压表应选择3 V的量程,由题意知,电路中最大电流约为I===0.6 A,故电流表应选择0.6 A的量程,由于电压表内阻远大于待测金属丝阻值,则电流表应采用外接法,为多测几组实验数据,滑动变阻器应采用分压式接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择C。

(3)由题图可知,金属丝电阻阻值R=≈4.17 Ω,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,则所测电流偏大,电阻测量值偏小,电阻率测量值小于真实值。

答案:(1)0.880

(2)如图所示

C　(3)4.17　小于

5.(10分)在做“测定金属丝的电阻率”的实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻值Rx约为20 Ω。一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能的大。他可选用的器材有:

电源E:电动势为8 V,内阻为1.0 Ω;

电流表A:量程0～0.6 A,内阻约为0.50 Ω;

电压表V:最程0～10 V,内阻约为10 kΩ;

滑动变阻器R:最大电阻值为5.0 Ω;

开关一个,导线若干。

(1)根据上述条件,测量时电流表应采用　　　　(选填“外接法”或“内接法”)。 

(2)在方框内画出实验电路图。

(3)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,且电流表内阻RA、电压表内阻RV均为已知量,用测量物理量和电表内阻计算金属丝电阻的表达式为　　　　。 

【解析】(1)金属丝电阻约为20 Ω,是电流表内阻的40倍,但电压表内阻是金属丝电阻的500倍,故电流表采用外接法。

(2)因为要使Rx两端的电压变化范围尽可能大,所以滑动变阻器要采用分压式接法,电路图如图所示。

(3)电压表分得的电流为IV=,

所以Rx中的电流为Ix=I-IV=I-,

则Rx===。

答案:(1)外接法　(2)见解析图　(3)Rx=

6.(12分)在“测定金属导线的电阻率”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0～3 V,内阻约为15 kΩ)

B.电压表V2(量程0～15 V,内阻约为75 kΩ)

C.电流表A1(量程0～3 A,内阻约为0.2 Ω)

D.电流表A2(量程0～600 mA,内阻约为1 Ω)

E.变阻器R1(0～100 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　　　　(选填“a”或“b”)为该实验的电路图,并按所选择的电路图把图乙中的实物图用导线连接起来。 

(3)若用刻度尺测得金属导线长度为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所示,则电阻值为　　　Ω,电阻率为　　　　。 

【解析】(1)由电池E决定了电压表选V1,结合Rx粗略计算电流最大为600 mA,故选A2,由Rx确定变阻器选R1。

(2)因A2的内阻不能满足远小于Rx,故选b图。

实物连接如图所示

(3)Rx== Ω=2.40 Ω

由Rx=ρ得

ρ== Ω·m≈1.27×10-6 Ω·m

答案:(1)ADEGH　(2)b　实物连接图见解析

(3)2.40　1.27×10-6 Ω·m

7.(12分)(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:

(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动　　　　(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。 

(2)选择电阻丝的　　　　　　　(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。 

(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。

(4)为测量Rx,利用图2甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像如图3所示。接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见表:

请根据表中的数据,在方格纸上作出U2-I2图像。

(5)由此,可求得电阻丝的Rx=　　　　　Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 

【解析】(1)在测量时,为了不损坏被测物体,最后应改用微调旋钮即C,直到听见“喀喀”的响声。

(2)为了减小测量误差,应选用电阻丝不同位置进行多次测量。

(3)按照电路图,将实物图连线如图:

(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出,再连成一条直线,如图:

(5)当电压表按甲图连接时,电压表测的电压为Rx、R0的电压之和,当电压表接在a、b间时,电压表测的电压为R0的电压,由图可得:Rx+R0=

Ω=49 Ω,R0= Ω=25.5 Ω,所以Rx=23.5 Ω。

答案:(1)C　(2)不同　(3)见解析　(4)图见解析

(5)23.5(23.0～24.0都算对)