【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-1練習(xí)：2.8-實(shí)驗(yàn)-測定金屬的電阻率

(時(shí)間：60分鐘)1．在“測定金屬絲電阻率”的試驗(yàn)中，由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知，對試驗(yàn)結(jié)果的精確?????性影響最大的是()A．金屬絲直徑d的測量 B．電壓U的測量C．電流I的測量 D．金屬絲長度l的測量答案A解析四個(gè)選項(xiàng)中的四個(gè)物理量對金屬絲的電阻率均有影響，但影響最大的是直徑d，由于在計(jì)算式中取直徑的平方．2．在測定阻值較小的金屬的電阻率的試驗(yàn)中，為了減小試驗(yàn)誤差，并要求在試驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)整范圍，在測量其電阻時(shí)應(yīng)選擇的電路是()答案D解析金屬阻值較小，在用伏安法測電阻時(shí)應(yīng)當(dāng)用電流表外接法，題干中要求試驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)整范圍，故滑動變阻器要接受分壓式接法，D正確．3．在“測定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)誤的是()A．用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用螺旋測微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測電阻時(shí)，接受電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值D．試驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變答案AC解析試驗(yàn)中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度，而不是全長；金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對它分流作用很小，應(yīng)接受電流表外接法．故A、C操作錯(cuò)誤．4．“探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系”的試驗(yàn)電路如圖286所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲．現(xiàn)有四根鎳鉻合金絲和兩根康銅合金絲，其規(guī)格如下表所示．圖286編號材料長度/m橫截面/mm2A鎳鉻合金 0.8 0.8B鎳鉻合金 0.5 0.5C鎳鉻合金 0.3 0.5D鎳鉻合金 0.31.0E康銅合金 0.3 0.5F康銅合金 0.8 0.8(1)電路中四種金屬絲應(yīng)分別選用上表中的________(用編號表示)．(2)某同學(xué)對試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析歸納出：電路圖中四種金屬絲的電阻R與長度L、橫截面積S的關(guān)系可用比例式R∝eq\f(L,S)來表示．你認(rèn)為是否正確，為什么？________________________________________________________________________(3)在溝通合作時(shí)，有位同學(xué)提出用如圖287所示的電路，只要將圖中P端分別和1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關(guān)系，也能探究出導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系，請你對其作出評價(jià)．圖287答案(1)BCDE(2)不正確，由于它們的材料不完全相同(3)不能探究出．試驗(yàn)過程中無法保證每次金屬絲兩端的電壓相等解析(1)本試驗(yàn)接受的是把握變量法，分別選用導(dǎo)體材料相同、橫截面積相同時(shí)，導(dǎo)體的長度不同，B、C符合要求；選用導(dǎo)體材料相同、長度相同時(shí)，導(dǎo)體的橫截面積不同，C、D符合要求；選用導(dǎo)體橫截面積相同、長度相同時(shí)，導(dǎo)體的材料不同，C、E符合要求．故選B、C、D、E.圖2885．某同學(xué)在一次“測定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，用米尺測出接入電路部分的金屬絲長度為l＝0.720m，用螺旋測微器測出金屬絲直徑(刻度位置如圖288所示)，用伏安法測出金屬絲的電阻(阻值大約為5Ω)，然后計(jì)算出該金屬材料的電阻率．在用伏安法測定金屬絲的電阻時(shí)，除被測金屬絲外，A．直流電源(輸出電壓為3V)B．電流表A(量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.125C．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻3kΩ)D．滑動變阻器(最大阻值20Ω)E．開關(guān)、導(dǎo)線等(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm.(2)依據(jù)所供應(yīng)的器材，在虛線框中畫出試驗(yàn)電路圖．(3)若依據(jù)伏安法測出金屬絲的阻值為Rx＝4.0Ω，則這種金屬材料的電阻率為________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)．答案(1)0.600(2)如圖所示(3)1.6×10－6解析(3)由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πRxd2,4l)，將Rx＝4.0Ω、l＝0.720m、d＝0.600mm＝0.600×10－3m代入得ρ＝1.6×10－6Ω·m.6．在“測定金屬的電阻率”的試驗(yàn)中，待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω，試驗(yàn)室備有下列試驗(yàn)器材：A．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為15kΩ)B．電壓表(量程0～15V，內(nèi)阻約為75kΩ)C．電流表(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2ΩD．電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1ΩE．變阻器R1(0～100Ω，0.6F．變阻器R2(0～2000Ω，0.1G．電池組E(電動勢為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω)H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干(1)為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的試驗(yàn)器材有________(填代號)．(2)為減小試驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖289中________(選填“甲”或“乙”)為該試驗(yàn)的電路原理圖，并按所選擇的電路原理圖把圖2810中的實(shí)物圖用線連接起來．圖289圖2810(3)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖2811所示，則金屬絲的直徑為________mm，電阻值為________圖2811答案(1)ADEGH(2)乙實(shí)物圖見解析(3)0.6352.4解析(1)由于電源的電動勢為3V，所以電壓表應(yīng)選A；被測電阻約為5Ω，電路中的最大電流約為I＝eq\f(E,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，電流表應(yīng)選D；依據(jù)變阻器允許通過的最大電流可知，變阻器應(yīng)選E；還要選用電池和開關(guān)，導(dǎo)線若干．故應(yīng)選用的試驗(yàn)器材有ADEGH.(2)由于eq\f(RV,Rx)＞eq\f(Rx,RA)應(yīng)接受電流表外接法，應(yīng)選圖乙所示電路，實(shí)物連接如圖所示．(3)從螺旋測微器可以讀出金屬絲的直徑為0.635mm，從電壓表可以讀出電阻兩端電壓為1.20V，從電流表可以讀出流過電阻的電流為0.50A，被測電阻的阻值為Rx＝eq\f(Ux,Ix)＝eq\f(1.20,0.50)Ω＝2.4Ω.7．在“測定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，所用測量儀器均已校準(zhǔn)．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖2812所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測量的平均值)．圖2812(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.試驗(yàn)所用器材為：電池組(電動勢3V，內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關(guān)、某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行試驗(yàn)測量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是接受圖2813中的________圖(選填“甲”或“乙”)．圖2813(3)圖2814是測量Rx的試驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請依據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖2814中實(shí)物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．圖2814(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖2815所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)．請?jiān)趫D2815中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出UI圖線．由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)．圖2815(5)依據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________(填選項(xiàng)前的符號)．A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m答案(1)0.398(0.395～0.399均正確)(2)甲(3)見解析圖甲(4)見解析圖乙4.4(4.3～4.7均正確)(5)C解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0mm＋39.8×0.01(2)由試驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω.由題知Rx?RV，故電流表外接．若滑動變阻器接為限流的形式，則Rx兩端的電壓最小值Umin＝eq\f(5,20＋5＋1＋0.1)E≈0.6V，而從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓可為0.10V，因此滑動變阻器應(yīng)接受分壓的形式．(3)如甲圖所示．甲(4)選盡可能