人教版 (2019)必修 第三册3 实验：导体电阻率的测量精品同步达标检测题

11.3.2 实验：金属丝电阻率的测量  课中练

一、实验原理及操作

【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