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    高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验:导体电阻率的测量习题ppt课件

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    这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验:导体电阻率的测量习题ppt课件,文件包含第11章3第2课时pptx、第11章3第2课时DOCX等2份课件配套教学资源,其中PPT共51页, 欢迎下载使用。

     3 2课时

    1(8)测定金属丝的电阻率的实验中以下操作中错误的是( A )

    A用米尺测量金属丝的全长且测量三次算出其平均值然后再将金属丝接入电路中

    B用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径算出其平均值

    C用伏安法测电阻时采用电流表外接法多次测量后算出平均值

    D实验中应保持金属丝的温度不变

    解析:实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度而不是全长;金属丝的电阻很小与电压表内阻相差很大使金属丝与电压表并联电压表对它分流作用很小应采用电流表外接法。故A操作错误。

    2(8)(多选)(2022·山东烟台二中高二阶段练习)在伏安法测电阻时为提高测量的精确度可在连接电路时将电压表的一端P预留出来使P分别跟ab两点接触一同时注意观察电流表、电压表的示数则下面的说法正确的是( BC )

    A两次比较若电流表A的示数变化显著P应接在a

    B两次比较若电流表A的示数变化显著P应接在b

    C两次比较若电压表V的示数变化显著P应接在a

    D两次比较若电压表V的示数变化显著P应接在b

    解析:电流表示数有明显变化说明电压表内阻较小分流较大应采用电流表内接法Kb减小误差。故A错误B正确;电压表示数有明显变化说明电流表内阻较大分压较大应采用电流表外接法Ka可减小误差。故C正确D错误。

    3(14)测定金属电阻率的实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径利用伏安法测量金属丝的电阻。螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数都如图所示则可读出该金属丝的直径是__1.400__ mm金属丝的电阻值是__11.4__Ω(要求保留3位有效数字)此以外需测量的物理量是__接入的金属丝的长度__电路选择电流表____(选填)接法。

    解析:金属丝的直径:d1 mm0.01×40.0 mm1.400 mm

    电压表、电流表的示数分别为5.0 V0.44 A。由欧姆定律得:R Ω11.4 Ω

    Rρ得金属丝的电阻率ρ故除了电阻R、金属丝横截面积S需要测量外还需要测量接入的金属丝长度l

    由于金属丝电阻较小为减小误差实验中应采用电流表的外接法。

    4(15)某同学为了测量一根铅笔芯的电阻率设计了如图甲所示的电路测量该铅笔芯的电阻。所用器材有电流表A1A2电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测铅笔芯Rx、电源E、开关S及导线等。操作步骤如下:调节滑动变阻器和电阻箱的阻值达到最大;闭合开关适当调节滑动变阻器和电阻箱的阻值;记录两个电流表A1 A2的示数分别为I1I2

    请回答以下问题:

    (1)若电流表的内阻可忽略则电流表示数I2____I1电阻箱的阻值等于待测笔芯的电阻值。

    (2)用螺旋测微器测量该笔芯的直径螺旋测微器的示数如图乙所示该笔芯的直径为__1.000__mm

    (3) 已测得该笔芯的长度L20.00 cm电阻箱R1的读数为5.00 Ω根据上面测量的数据可计算出该笔芯的电阻率ρ__1.96×105__Ω·m(结果保留三位有效数字)

    (4)若电流表A2的内阻不能忽略仍利用(1)中方法则该笔芯电阻的测量值__小于__实值(大于”“小于等于)

    解析:(1)由并联电路特点可知I2I1电阻箱的阻值等于待测笔芯的阻值;

    (2)由题图乙可知螺旋测微器的读数为1.000 mm

    (3)由公式RρSπ可知笔芯的电阻率为1.96×105 Ω·m

    (4)电流表A2的内阻不能忽略时电流表A2与电阻箱的电阻之和等于待测铅笔芯的电阻实验认为铅笔芯的电阻等于电阻箱的电阻即电阻的测量值小于真实值。

    5(15)某同学在一次测定金属的电阻率的实验中用米尺测出接入电路部分的金属丝长度为l0.720 m用螺旋测微器测出金属丝直径(刻度位置如图所示)用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为5 Ω)然后计算出该金属材料的电阻率。在用伏安法测定金属丝的电阻时除被测金属丝外还有如下实验器材:

    A直流电源(输出电压为3 V)

    B电流表A(量程00.6 A内阻约0.125 Ω)

    C电压表V(量程03 V内阻3 )

    D滑动变阻器(最大阻值20 Ω)

    E开头、导线等

    (1)从图中读出金属丝的直径为__0.602__ mm

    (2)根据所提供的器材在虚线框中画出实验电路图。

    (3)若根据伏安法测出金属丝的阻值为Rx4.0 Ω则这种金属材料的电阻率为__1.6×106__ Ω·m(保留两位有效数字)

    解析:(1)螺旋测微器读数为0.5 mm10.2×0.01 mm0.602 mm

    (2)由于电阻丝电阻较小安培表采用外接法滑动变阻器采用限流电路或分压电路都可以实验电路如图:

    (3)RρρRx4.0 Ωl0.720 md0.602 mm0.602×103m

    代入得ρ1.6×106 Ω·m

    1(10)(2022·广东揭阳高二期末)测定金属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 )

    B电压表V2(量程15 V内阻约为75 )

    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(0100 Ω0.3 A)

    F变阻器R2(02 000 Ω0.1 A)

    G电源E(电动势为3 V内阻约为0.3 Ω)

    H开关S导线若干

    (1)要求较准确地测出其阻值电压表应选__A__电流表应选__D__滑动变阻器应选__E__(用器材前的字母表示即可)

    (2)为了减小实验误差应选用图中__b__(选填“a”“b”)为该实验的电路图。

    解析:(1)电源电动势为3 V要求较准确地测出其阻值需要多测几组数据所以选用电压表V1(量程3 V内阻约为15 )A

    待测金属导线的电阻Rx约为5 Ω根据欧姆定律有I0.6 A

    即实验中通过电流表的最大电流为0.6 A选用电流表A2(量程600 mA内阻约为1 Ω)即可。为了调节灵敏变阻器只能选R1(0100 Ω0.3 A)

    (2)待测金属导线的电阻较小需要采用电流表外接。故选b电路图。

    2(10)(2022·云南镇雄长风中学高二阶段测试)探究决定导线电阻的因素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__0.679__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03 V内阻约10

    B电压表015 V内阻约50

    C电流表00.6 A内阻约0.05 Ω

    D电流表03 A内阻约0.01 Ω

    E滑动变阻器010 Ω

    F滑动变阻器01 000 Ω

    要求较准确地测出其阻值电压表应选__A__电流表应选__C__滑动变阻器应选__E__(填序号)

    解析:(1)固定刻度读数0半刻度读数0.5 mm可动刻度读数0.01 mm×17.90.179 mm故螺旋测微器读数为0.679 mm

    (2)两节干电池电动势共为3 V为减小读数误差选小量程电压表故选A

    根据欧姆定律电路中最大电流I0.6 A电流不超过0.6 A故电流表同样选择小量程的即选C

    滑动变阻器的特点是:电阻大的调节不灵敏操作不方便故选小电阻的即选E

    3(10)某课题组通过实验测量河水的电阻率。现备有一根均匀的长玻璃管(两端各有一个可移动圆形电极可装入样品水接触电阻不计)、直尺、待测的水样品。他们用伏安法多次测量的数据如表(为使实验处理方便实验时每次都把电流表示数调到相同);实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径结果如图甲所示。

    序号

    水柱长度/cm

    电压表示数/V

    电流表示数/μA

    1

    10

    2

    100

    2

    20

    4

    100

    3

    30

    6

    100

    4

    40

    8

    100

    5

    50

    10

    100

    (1)玻璃管内径d的测量值为__2.26__ cm

    (2)用水柱长度L与计算出的水柱电R在图乙中描点画出RL图像(要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值)

    (3)计算出所测水的电阻率为__80.2__ Ω·m

    解析:(1)由游标卡尺直接读数得玻璃管内径为2.26 cm

    (2)由表中数据可以计算出不同长度水柱的电阻R1 Ω20 R240 R360 kΩ、R480 R5100 在坐标系中描点得到RL图线如图所示。

    (3)由电阻定律Rρ可知

    图中斜率k则取两点求图中斜率:

    kΩ/m200×103 Ω/m

    ρkSk×π×80.2 Ω·m

    4(10)(2022·山东省临沂高三模拟)小明对某铅笔芯的导电性能感兴趣他用螺旋测微器测得笔芯的直径如图1所示并用伏安法测量其电阻值。

     

    (1)螺旋测微器的读数为__2.526__ mm

    (2)请按电流表外接法用笔画线代替导线在上图2实物接线图中完成余下导线的连接。

    (3)小明测量了一段铅笔芯的电流、电压数据如下表所示。请在图3所示的坐标纸上绘出UI图线。根据图线求得这段铅笔芯的电阻为__1.6__ Ω(结果保留两位有效数字)

    实验次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    电压U/V

    0.02

    0.17

    0.29

    0.46

    0.63

    0.80

    0.97

    电流I/A

    0.01

    0.10

    0.20

    0.30

    0.40

    0.50

    0.60

    解析:(1)螺旋测微器的固定尺刻度为2.5 mm游标尺刻度为2.6×0.01 mm0.026 mm所以螺旋测微器的读数为2.5 mm0.026 mm2.526 mm

    (2)根据电流表外接法且作图测量数据多用分压式接法连线图如图甲所示。

    (3)根据表中数据在坐标纸中描点连线如图乙所示;

    根据欧姆定律I可知U­I图像的斜率应等于铅笔的电阻R Ω1.6 Ω

     

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