2020-2021学年高中物理-第十一章-电路及其应用-3-金属丝电阻率的测量课堂达标新人教版必修3.doc

2020-2021学年高中物理 第十一章 电路及其应用 3 金属丝电阻率的测量课堂达标新人教版必修3

2020-2021学年高中物理 第十一章 电路及其应用 3 金属丝电阻率的测量课堂达标新人教版必修3

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金属丝电阻率的测量
1.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。测量3次,求出其平均值l。其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻度线对齐,图中读数为　__　 cm。用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d。其中一次测量结果如图乙所示,图中读数为__　 mm。  

(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻,电阻的测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”)。最后由公式ρ=计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)。  

【解析】(1)金属丝的长度为24.12～24.14 cm均可,直径读数为0.514～0.516 mm均可。
(2)采用电流表外接法,由于电压表分流,从而电流表的测量值大于真实值,由R=可知,电阻的测量值小于真实值。
由R=ρ,R=,S=πd2,可得ρ=
答案:(1)24.13(24.12～24.14均可)　0.515(0.514～0.516均可)　(2)偏小　
2.用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图1所示,由图可以读出金属丝的直径d=________mm;电流表、电压表的表盘如图2所示,由图可以读出电流强度I=________A,电压U=________V。 

【解析】由图示螺旋测微器可知,其示数为:
1.5 mm+19.9×0.01 mm=1.699 mm(1.697～1.700均可)
电流表量程为0～0.6 A,由图示电流表可知,
其分度值为0.02 A,示数为0.44 A;
电压表量程为0～3 V,由图示电压表可知,
其分度值为0.1 V,示数为2.20 V;
答案:1.699　0.44　2.20
3.在测定金属丝的电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:Rx(阻值约4 Ω,额定电流约0.5 A);
电压表:V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表:A1(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω);
电流表:A2(量程3 A,内阻约0.05 Ω);
电源:E1(电源电压为3 V);
电源:E2(电源电压为12 V);
滑动变阻器:R(最大阻值约20 Ω);
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm。  

(2)若滑动变阻器采用限流式接法,为使测量尽量精确,电流表应选________,电源应选________(均填器材代号),在虚线框中画出电路原理图。  

【解析】(1)螺旋测微器的读数为:
1.5 mm+27.5×0.01 mm=1.775 mm。
(2)在用伏安法测电阻的实验中,为使测量尽量精确,则电流表、电压表指针需达到半偏以上,又因待测金属丝的额定电流约0.5 A,所以电流表选A1,电源选E1即可。电路原理图如图所示。

答案:(1)1.775(1.773～1.777均正确)
(2)A1　E1　电路原理图见解析图
4.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中,
(1)测量金属丝的直径时不再使用游标卡尺和螺旋测微器,而是采用刻度尺测量紧密绕制多匝的金属丝长度,求得直径。某次测量结果如图甲所示,则直径为________mm。 

(2)如图乙所示是测量金属丝电阻的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器滑片P置于变阻器的一端。请根据图示电路图,补充完整实物图的连线,并使开关闭合瞬间,电压表或电流表不会被烧坏。

(3)某同学利用正确的电路进行实验测量,数据如表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.10
1.70
2.30
2.80
I/A
0.02
0.06
0.16
0.22
0.34
0.46
0.54
请根据表中数据,在坐标纸中作U-I图线,并由图线求出电阻值为________Ω。 

【解析】(1)由题图可知,导线一共绕了20匝,总长36.4 mm,
则导线的直径d= mm≈1.8 mm
(2)实物连线如图所示,滑动变阻器采用分压式接法,电流表外接。

(3)图像如图,斜率表示电阻。5.2 Ω

答案:(1)1.8　(2)见解析　(3)见解析图　5.2