【物理】2020届一轮复习人教版测定金属的电阻率课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版测定金属的电阻率课时作业

‎2020届一轮复习人教版 测定金属的电阻率 课时作业 ‎1．(2018·苏州市期初调研)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中：‎ ‎(1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图7甲、乙、丙所示，则它们的读数值依次是________mm、________A、________V.‎ 图7‎ ‎(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约几十千欧，电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电动势E＝4.5V，内阻较小．则A、B两电路图中，________(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的较好电路，但用此电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏________(选填“大”或“小”)．‎ ‎(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0Ω，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是A、B两电路图中的________(选填字母代号)电路．使用该电路实验时，电流表示数为I，电压表示数为U，则金属丝电阻Rx＝________( 用题中字母代号表示)．‎ 答案　(1)0.997　0.44　2.27　(2)A　小　(3)B　－RA 解析　(1)螺旋测微器固定部分读数为0.5 mm，可动部分可估读为49.7×0.01 mm＝0.497 mm，故读数为：0.5 mm＋0.497 mm＝0.997 mm；电流表量程为0.6 A，则最小分度为0.02 A，读数为0.44 A；电压表量程为3 V，最小分度为0.1 V，需估读一位，故读数为：2.27 V.‎ ‎(2)因电源不能在大功率下长时间使用，则本实验应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，金属丝电阻的内阻约为5 Ω，故采用电流表外接法误差较小，故选A电路；在实验中电压表示数准确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小，故用此电路测量的金属丝电阻会比真实值偏小．‎ ‎(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出金属丝电阻，故应选B电路；金属丝电阻及电流表总电阻：R＝，则金属丝电阻Rx＝R－RA＝－RA.‎ ‎2．(2019·小海中学月考)某同学为“探究决定电阻丝电阻的因素，设计了如图8所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0 Ω，电源的电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好．‎ 图8‎ ‎(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图9所示，其示数为d＝________mm.‎ 图9‎ ‎(2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示：‎ x(m)‎ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.30‎ ‎0.40‎ ‎0.50‎ ‎0.60‎ I(A)‎ ‎0.49‎ ‎0.43‎ ‎0.38‎ ‎0.33‎ ‎0.31‎ ‎0.28‎ (A－1)‎ ‎2.04‎ ‎2.33‎ ‎2.63‎ ‎3.03‎ ‎3.23‎ ‎3.57‎ ‎①将表中数据描在－x坐标纸中，如图10所示．请作出其关系图线，图线斜率的表达式k＝______(用题中字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ＝_____Ω·m(保留两位有效数字)．‎ 图10‎ ‎②根据图中－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r ‎＝________Ω(保留两位有效数字)．‎ 答案　(1)0.400　(2)①见解析图　　1.1×10－6　②1.3‎ 解析　(1)由题图所示螺旋测微器可知，其示数为0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm.‎ ‎(2)①－x图线如图所示，由闭合电路欧姆定律有，I＝，那么＝＋，由电阻定律可知：R＝ρ＝ρ＝ρ，则＝＋x，则－x图象的斜率：k＝，由图示图象可知：k＝≈3，电阻率ρ＝，代入数据得：ρ≈1.1×10－6Ω·m.‎ ‎②由－x关系图线知纵轴截距为1.77A－1，则＝1.77A－1，解得：r≈1.3Ω.‎ ‎3．为测量一根金属丝(电阻约5 Ω)的电阻率ρ，选用的电学器材：电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)，电流表(量程‎0.6 A，内阻约0.2 Ω)，滑动变阻器(0～15 Ω)，学生电源(稳压输出3 V)，开关，导线若干。‎ ‎(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径时，为了防止金属丝发生明显形变，同时防止损坏螺旋测微器，转动旋钮C至测砧、测微螺杆与金属丝将要接触时，应调节旋钮________(选填“A”“B”或“D”)发出“喀喀”声时停止；某次的测量结果如图乙所示，其读数为________mm。‎ ‎(2)用笔画线代替导线将图丙的电路补充完整。‎ ‎(3)如图丁所示，实验数据已描在坐标纸上，作出图线，求出该金属丝的电阻值为________Ω(结果保留两位有效数字)。‎ ‎(4)有人认为用图像法求金属丝的电阻是为了减小系统误差，他的观点是否正确？________；请说明理由__________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由螺旋测微器的使用方法知，应调节微调旋钮D；读数为：‎0.5 mm＋4.0×‎0.01 mm＝‎0.540 mm。‎ ‎(2)待测金属丝的阻值较小，电流表采用外接法，实物连接如图1。‎ ‎(3)利用描点作图，将各组数据连接成直线如图2，图线斜率表示电阻，R＝ Ω＝4.5 Ω。‎ ‎(4)他的观点不正确，利用图像法只能减小偶然误差，不能减小系统误差。‎ 答案：(1)D　0.540(0.539～0.541均可)　(2)见解析图1　(3)见解析图2　4.5(4.4～4.6均可)　(4)不正确　利用图像法只能减小偶然误差，不能减小系统误差 ‎4.某同学利用图甲所示电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略)，右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动。实验器材还有：电源(电动势为3 V，内阻不可忽略)，两个完全相同的电流表A1 、A2(量程为3 mA，内阻不计)，电阻箱R(最大阻值为9 999 Ω)，定值电阻R0(可供选择的阻值有100 Ω、1 kΩ、10 kΩ)，开关S，导线若干，刻度尺。‎ 实验步骤如下：‎ A．测得圆柱形玻璃管内径d＝‎20 mm；‎ B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；‎ C．连接好电路，闭合开关S，调整电阻箱阻值，读出电流表A1 、A2示数，分别记为I1、I2，记录电阻箱的阻值R；‎ D．改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C；‎ E．断开S，整理好器材。‎ ‎(1)为了较好地完成该实验，定值电阻R0应选________。‎ ‎(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式Rx＝____________(用R0、R、I1、I2表示)。‎ ‎(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表A1 、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的RL关系图像，则自来水的电阻率ρ＝______Ω·m(结果保留两位有效数字)。在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将_______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。‎ 解析：(1)电源电动势为3 V，电流表的量程为3 mA，则最小电阻R＝＝ Ω＝1 kΩ，故定值电阻选1 kΩ 的即可。‎ ‎(2)玻璃管内水柱的电阻Rx满足I1Rx＝I2(R0＋R)，即Rx＝。‎ ‎(3)当I1＝I2时，则Rx＝R0＋R，即ρ＝R0＋R，则R＝L－R0，由题图乙可知：＝ Ω/m＝5×104 Ω/m，S＝π2＝πd2，则ρ＝5×104××3.14×(20×10－3)2 Ω·m≈16 Ω·m；若电流表内阻不能忽略，则：Rx＋rA＝R0＋R＋rA，即Rx＝R0＋R，则表达式不变，自来水电阻率测量值与上述测量值相比将不变。‎ 答案：(1)1 kΩ　(2)　(3)16　不变 ‎5．实验室购买了一捆标称长度为‎100 m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为‎1.0 mm2，查得铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度。可供使用的器材有：‎ 电流表：量程‎0.6 A，内阻约0.2 Ω；‎ 电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；‎ 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω；‎ 滑动变阻器R2：最大阻值20 Ω；‎ 定值电阻：R0＝3 Ω；‎ 电源：电动势6 V，内阻可不计；‎ 开关、导线若干。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R‎1”‎或“R‎2”‎)，闭合开关S前应将滑片移至________(填“a”或“b”)端。‎ ‎(2)如图丙所示，在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。‎ ‎(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为‎0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V。‎ ‎(4)导线实际长度为________m(结果保留两位有效数字)。‎ 解析：(1)根据电阻定律Rx＝ρ，可求得这部分铜导线的电阻大约为1.7 Ω，则Rx＋R0＝4.7 Ω，作为限流用的滑动变阻器如果用R1，当调到接入电路的电阻最大时电路中的电流大于电流表的量程，因此滑动变阻器应选R2。开始时作为限流用的滑动变阻器接入电路的电阻应为最大值，故滑片应移至a端。 ‎ ‎(2)实物图如图所示。‎ ‎(3)根据题图乙和电压表的量程可读得电压表的示数为2.30 V。‎ ‎(4)根据电阻定律，铜导线与R0的串联电阻R＝＝ Ω＝4.6 Ω，所以铜导线的实际电阻Rx＝R－R0＝1.6 Ω，根据Rx＝ρ得导线长度l≈‎94 m。‎ 答案：(1)R2　a　(2)见解析图　(3)2.30　(4)94‎