統(tǒng)編魯科版高中必修第三冊《第6節(jié)科學測量：金屬絲的電阻率》課時練習題(2)-高中物理試題

課堂檢測·素養(yǎng)達標1.(多選)做“測定金屬的電阻率”實驗時,除待測的金屬絲、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關和足夠的導線外,還需要下列哪些實驗器材()A.螺旋測微器 B.游標卡尺C.米尺 D.直流電源【解析】選A、C、D。測量金屬絲的長度用米尺,測量金屬絲的直徑用螺旋測微器,還需直流電源,故A、C、D正確。2.在“測定金屬的電阻率”的實驗中,需要用刻度尺測出被測金屬絲的長度l,用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d,用電流表和電壓表測出金屬絲的電阻R。(1)請寫出測金屬絲電阻率的表達式:ρ=__________。(用上述測量的字母表示)

(2)若實驗中測量金屬絲的長度和直徑時,刻度尺和螺旋測微器的示數(shù)分別如圖所示,則金屬絲長度的測量值為l=__________cm,金屬絲直徑的測量值為d=__________mm。

【解析】(1)由R=ρlS及S=14πd2可得,ρ=(2)由于刻度尺的最小分度值是0.1cm,所以應估讀到0.01cm,則金屬絲的長度為l=36.50cm,金屬絲的直徑為d=0.5mm+36.5×0.01mm=0.865mm。答案:(1)π(2)36.50(36.48～36.52均可)0.865(0.863～0.867均可)3.圖中所示器材,為某同學測繪額定電壓為2.5V的小燈泡的I-U特性曲線的實驗器材。(1)根據(jù)實驗原理,用筆畫線代替導線,將圖中的實驗電路圖連接完整。(2)開關S閉合之前,圖中滑動變阻器的滑片應該置于________。(選填“A端”“B端”或“AB中間”)

【解析】(1)根據(jù)電路圖連接實物圖,因為燈泡的額定電壓為2.5V,所以電壓表選取0～3V量程,小燈泡電流較小,電流表選取0～0.6A的量程,因為燈泡的電壓和電流需從零開始測起,所以滑動變阻器采用分壓式接法,由于燈泡的電阻比較小,則電流表采取外接法,在連接實物圖時注意電表的極性。如圖。(2)開關S閉合之前,滑動變阻器滑動到B端,使得測量電路中起始的電流、電壓為零,起保護作用。答案:(1)見解析圖(2)B端4.在“測定金屬的電阻率”實驗中,所用測量儀器均已校準。(1)用游標卡尺測量金屬絲的長度如圖甲,示數(shù)L=________cm;用螺旋測微器測量其直徑如圖乙,示數(shù)D=________mm。

(2)用伏安法測出金屬絲的電阻為R,則金屬電阻率的表達式ρ=________(用題中所給字母表示)。

【解析】(1)由圖示游標卡尺可知,其示數(shù):L=100mm+10×0.05mm=100.50mm=10.050cm;由圖示螺旋測微器可知,其示數(shù):D=0mm+39.8×0.01mm=0.398mm;(2)由電阻定律可得:R=ρLS=ρLπ(D2答案:(1)10.0500.398(2)π5.(1)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,用螺旋測微器測量一根銅絲的直徑d,螺旋測微器的測量精度為________mm;其中一次測量結果如圖所示,讀數(shù)為d=________cm。

(2)為了提高電阻率的測量精度,以下措施不必要的是________。

A.金屬絲長度應為有效長度,即接入測量電路時兩端的接觸點之間的長度B.長度用米尺測量三次,求平均值C.滑動變阻器采用分壓式接法D.測量直徑時,應在不同部位測三次求平均值【解析】(1)螺旋測微器的精度為0.01mm,主尺讀數(shù)為10mm,可動刻度讀數(shù)為29.5×0.01mm,所以讀數(shù)為10mm+29.5×0.01mm=1.0295cm。(2)測量電阻時,只需要測量三次,所以滑動變阻器不需要采用分壓接法。答案:(1)0.011.0295(1.0294～1.0297)(2)C6.利用螺旋測微器、米尺和如圖所示的器材(其中電流表的內(nèi)阻為1Ω,電壓表的內(nèi)阻為5kΩ)測量一根粗細均勻的阻值約為5Ω的金屬絲的電阻率。(1)用筆畫線代替導線,將圖甲中的器材連接成實物電路,要求連線盡量避免交叉,電流表、電壓表應該選擇合適的量程(已知電源的電壓為6V,滑動變阻器的阻值為0～20Ω)。(2)實驗時,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑和用米尺測量金屬絲的長度示數(shù)如圖乙所示,電流表、電壓表的讀數(shù)如圖丙所示。由圖可以讀出金屬絲兩端的電壓U=________,流過金屬絲的電流強度I=________,金屬絲的長度l=________,金屬絲的直徑d=________。

(3)該金屬絲的電阻率是________(保留兩位有效數(shù)字)。

【解析】(1)由于金屬絲的電阻比電壓表的內(nèi)阻小得多,因此采用電流表外接法;由于金屬絲的電阻比滑動變阻器的總電阻要小,因此采用限流式接法,為了保證滑動變阻器起限流作用,滑動變阻器應該連接“A(B)、C”或“A(B)、D”幾個接線柱;由圖可以看出電流表應該連接“+”接線柱和“0.6”接線柱,具體連線如圖所示。(2)由圖可以看出:電壓表的量程是3V,所以讀數(shù)是2.20V;電流表的量程是0.6A,所以讀數(shù)是0.44A;由于螺旋測微器的半毫米刻度線已經(jīng)露出,因此讀數(shù)是1.850×10-3m;米尺的讀數(shù)是40.50cm-10.00