課時跟蹤檢測(十三) 實驗：導(dǎo)體電阻率的測量

PAGE第5頁共5頁課時跟蹤檢測(十三)實驗：導(dǎo)體電阻率的測量1．在測定阻值較小的金屬的電阻率的實驗中，為了減小實驗誤差，并要求在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，在測量其電阻時應(yīng)選擇的電路是下列圖中的()解析：選D金屬的阻值較小，在用伏安法測電阻時應(yīng)該用電流表外接法，題干中要求實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，故滑動變阻器要采用分壓式接法，D正確。2．讀出螺旋測微器的讀數(shù)。圖甲讀數(shù)為________mm；圖乙讀數(shù)為________cm。解析：甲圖讀數(shù)為：2mm＋32.0×0.01mm＝2.320mm乙圖讀數(shù)為：13.5mm＋37.0×0.01mm＝13.870mm＝1.3870cm。答案：2.3201.38703．現(xiàn)有一合金制成的圓柱體。為測量該合金的電阻率，現(xiàn)用伏安法測量圓柱體兩端之間的電阻，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標(biāo)卡尺測量該圓柱體的長度。螺旋測微器和游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲和乙所示。(1)由圖讀得圓柱體的直徑為______________mm，長度為____________cm。(2)若流經(jīng)圓柱體的電流為I，圓柱體兩端之間的電壓為U，圓柱體的直徑和長度分別用D、L表示，則用D、L、I、U表示的電阻率的關(guān)系式為ρ＝________。解析：(1)圓柱體的直徑為1.5mm＋34.2×0.01mm＝1.842mm；長度為42mm＋8×0.05mm＝42.40mm＝4.240cm。(2)由歐姆定律R＝eq\f(U,I)和電阻定律R＝eq\f(ρL,S)，聯(lián)立得ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(US,IL)＝eq\f(πD2U,4IL)。答案：(1)1.842(1.841～1.844均可)4．240(2)eq\f(πD2U,4IL)4．在“測定金屬的電阻率”的實驗中：(1)用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，其示數(shù)如圖甲所示，則金屬絲的直徑為d＝________mm。(2)某同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的電路測量該金屬絲的電阻(阻值約3Ω)?？蛇x用的器材規(guī)格如下：電源E(電源電壓為3V，內(nèi)阻不計)；電流表A(0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω)；電流表G(0～10mA，內(nèi)阻為50Ω)；滑動變阻器R1(阻值0～5Ω，額定電流2A)；滑動變阻器R2(阻值0～1kΩ，額定電流1A)；定值電阻R3＝250Ω；定值電阻R4＝2500Ω；開關(guān)S和導(dǎo)線若干。①為了便于操作，并使測量盡量精確，定值電阻應(yīng)選________，滑動變阻器R應(yīng)選________。②某次測量時電流表G的讀數(shù)為5.0mA，電流表A示數(shù)為0.50A，計算Rx的準(zhǔn)確值為Rx＝________(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。解析：(1)由圖示螺旋測微器可知，固定刻度示數(shù)為0.5mm，可動刻度示數(shù)為30.0×0.01mm＝0.300mm，螺旋測微器示數(shù)為0.5mm＋0.300mm＝0.800mm。(2)①根據(jù)閉合電路歐姆定律和電流表最小讀數(shù)，可求出電路中需要的最大電阻為R＝eq\f(E,I)＝eq\f(3,\f(1,3)×0.6)Ω＝15Ω，由于待測電阻為3Ω，所以滑動變阻器應(yīng)用R1，根據(jù)分壓原理，R支＝eq\f(E,IG)＝eq\f(3,0.01)Ω＝300Ω，故定值電阻選R3。②根據(jù)歐姆定律，由Rx＝eq\f(IGR3＋r,IA－IG)＝eq\f(0.005×250＋50,0.50－0.005)Ω≈3.03Ω。答案：(1)0.800(2)①R3R1②3.03Ω5．(1)某實驗小組在“測定金屬電阻率”的實驗過程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖甲、乙、丙所示(已知電流表選0.6A量程，電壓表選3V量程)，則它們的讀數(shù)值依次是______mm、____________A、__________V。(2)已知實驗中所用的電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ，則本實驗電路應(yīng)當(dāng)采用圖丁中的______(填“A”或“B”)，用此電路測量的金屬絲電阻比真實值偏________(填“大”或“小”)。(3)若測得電流為I、電壓為U，金屬絲的長度為L，直徑為d，則該金屬絲的電阻率ρ＝________(用題中字母代號表示)。解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為d＝0.5mm＋2.6×0.01mm＝0.526mm；電流表的讀數(shù)為I＝0.42A；電壓表的讀數(shù)為U＝2.25V。(2)根據(jù)題意，待測電阻阻值遠小于電壓表內(nèi)阻，故電流表應(yīng)用外接法，故電路圖A應(yīng)為采用的最佳電路。此電路中，由于電壓表的分流作用，故測量的金屬絲電阻比真實值偏小。(3)根據(jù)歐姆定律R＝eq\f(U,I)，由電阻定律得金屬絲電阻為R＝ρeq\f(L,\f(1,4)πd2)，解得：ρ＝eq\f(πd2U,4IL)。答案：(1)0.5260.422.25(2)A小(3)eq\f(πd2U,4IL)6．在“測定金屬的電阻率”實驗中，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50cm。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其中某一次測量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為________mm。(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx。實驗所用器材為電池組(輸出電壓為3V)、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)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，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由以上實驗數(shù)據(jù)可知，他們測量Rx是采用圖中的______(填“甲”或“乙”)圖。(3)如圖是測量Rx的實驗器材實物圖，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。請根據(jù)(2)所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線，并使閉合開關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。(4)這個小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的4個坐標(biāo)點。請在圖中標(biāo)出第2、4、6次測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點，并描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為______(填選項前的符號)。A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m解析：(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0＋39.8×0.01mm＝0.398mm。(2)由實驗記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5Ω。由題知Rx?RV，故電流表外接。若滑動變阻器為限流式接法，則Rx兩端的電壓最小值Umin＝eq\f(5,20＋5＋0.1)×3V≈0.6V，而從實驗數(shù)據(jù)可知Rx兩端最小電壓為0.10V，因此滑動變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故采用甲圖。(3)實物圖的連線如圖所示。(4)選盡可能多的點連成一條直線，不在直線上的點均勻分布在直線兩側(cè)，如圖所示。圖線的斜率反映了金屬絲的電阻，因此金屬絲的電阻值Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)≈4.4Ω