人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量优秀课后作业题

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用3 实验：导体电阻率的测量优秀课后作业题，共9页。试卷主要包含了实验原理及操作，实验数据处理等内容，欢迎下载使用。

【课堂引入】
实验原理及操作
【例题】
1. 在“探究电阻与导体长度、横截面积的关系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，金属丝的匝数为39，用刻度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，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系．
（1）从图中得出金属丝的直径为________mm；
（2）为此取来两节新的干电池、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，0～100 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a：_______；
错误b：________。
2. 某同学为了测定某个圆柱形金属导体的电阻率，步骤如下：
（1）使用螺旋测微器测得直径为______（读数如图所示）；测得长度为．
（2）测量电阻的步骤如下，按照如图所示的电路进行实验．
①请在图（b）中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接______；
②实验操作时，先将滑动变阻器的滑动头移到______（选填“左”或“右”）端，再接通开关；保持断开，闭合，调节滑动变阻器使电流表指针偏转至某一位置，并记下电流______．（如图所示，电流表量程为）
③断开，保持滑动变阻器阻值不变，调整电阻箱阻值在左右，再闭合，调节电阻箱的阻值使得电流表读数为______时，的读数即为电阻的阻值．
（3）则该金属导体的电阻率为______．（用题中所给字母、、表示）
二、实验数据处理
【课堂引入】
实验数据处理
【例题】
3. 在“金属丝电阻率的测量”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm(该值接近多次测量的平均值)；
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。实验所用器材为电池组(电压3V)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干；
某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线______。，由图线得到金属丝的阻值Rx＝______Ω(保留两位有效数字)；
(3)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为______。
A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·m C．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m
【课堂练习】
4. 用伏安法测量电阻R的阻值，进而求出电阻率ρ，某实验小组测出了6组电压、电流值，并在U－I图像中进行描点，如图所示。
（1）根据图像中描点情况，写出分析数据求解R值的步骤：____________________。
（2）求出的电阻值R＝________。（保留3位有效数字）
（3）待测电阻是由均匀材料制成的圆柱体，用50分度的游标卡尺测量其长度与直径，结果分别如图甲、乙所示。由图可知其长度为________ cm，直径为________ cm。
（4）由以上数据可求出ρ＝________。（保留1位有效数字）
5. 在“金属丝电阻率的测量”的实验中，待测金属丝的电阻Rx约为5Ω，实验室备有下列实验器材：
A．电压表V1（量程0～3V，内阻约为15kΩ）；
B．电压表V2（量程0～15V，内阻约为75kΩ）；
C．电流表A1（量程0～3A，内阻约为0.2Ω）；
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）；
E．滑动变阻器R1（0～10Ω，0.6A）；
F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，0.1A）；
G．电池组E（3V）；
H．开关S，导线若干。
(1)为减小实验误差，应选用的实验器材有___________（填器材前面的序号）。
(2)为减小实验误差，本实验采用电路图如图所示。请把如图中的实物图用线连接起来__________。
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00cm，用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图所示，则金属丝的直径为___________mm，电阻值为___________Ω。
参考答案
1【答案】（1） 0.646（0.644～0.649均可）
（2） A ；. C；. E ；. 导线连接在滑动变阻器的滑片上 错误 ； 采用了电流表内接法
【详解】（1）从题图可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.52 cm，故直径为
（2）①因为两节干电池的电动势约为3 V，电压表选A；因为金属丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V的电动势全加在金属丝上，电流最大为0.6 A，故电流表选C；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小实验误差，滑动变阻器选E；
②由题中数据计算可得出
因而应采用电流表外接法，而图中为内接法，故错误；滑动变阻器连接时导线不能接在滑片上，故错误。
2. 【答案】 （1） 10.295（均正确） （2）.实物题连线见解析 ； 左 ； 0.48 ； （3）
【详解】（1）螺旋测微器：不动刻度为，可动刻度为，则读数为（均正确）．
（2）①运用恒流替代法，用电阻箱等效替代金属导体的电阻，使两次电流表的示数相同，所以画出电路图如图所示；
②为保证电路安全应将滑动变阻器调到分压为零的位置，故实验操作时，先将滑动变阻器的滑动头移到左端；
如图（c）所示，电流表量程为，故其读数为；
③运用了恒流替代法，用电阻箱等效替代金属导体的电阻，使两次电流表的示数相同，均为．
（3）根据电阻定律：，横截面积：，联立可得：
3.【答案】（1）0.398 （2）.U-I图见解析 ；. 4.4 （3）. C
【详解】(1)螺旋测微器的读数为
0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm
(2)图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，明显偏离的点应舍去，如图所示
图线的斜率反映了金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值
(3)根据
可得金属丝的电阻率
故C正确，ABD错误。
4. 【答案】（1） 见解析 （2）. 229 Ω（217~237 Ω均正确） （3） 0.800 ； 0.190 （4） 8×10－2 Ω·m
【详解】（1）①作U－I图线，图线应为过原点的直线，使直线过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点（左起第2个点）应舍弃；②求该直线的斜率k，则
（2）在图像中的直线上取两点，求出
（3）游标卡尺不需要估读，题图甲读数
题图乙读数
（4）由
得
5.【答案】 （1） ADEGH（2）实物图连线见解析； （3）0.636（0.634～0.638） ；2.4
【详解】(1)由于电源电动势为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I=0.6 A，电流表应选D；根据滑动变阻器允许通过的最大电流可知，滑动变阻器应选E；还要选用电池组和开关，导线若干。故应选用的实验器材有A、D、E、G、H。
(2)实物连接如图所示
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为
从电压表可以读出电阻两端电压为1.20 V，从电流表可以读出通过电阻的电流为0.50 A，被测金属丝的阻值为
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520