2022-2022学年高中物理第二章恒定电流6实验测定金属的电阻率课后检测含解析新人教版选修3-1.doc
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1、实验测定金属的电阻率实验原理及操作实验原理及操作数据处理1求Rx的平均值的两种方法(1)第一种是用Rx算出各次的数值,再取平均值(2)第二种是用UI图线的斜率求出2计算电阻率将记录的数据U、I、d的值代入电阻率计算公式Rx.误差分析产生原因减小方法偶然误差测量金属丝的直径和长度出现误差改换位置或屡次测量取平均值电表读数出现误差眼睛正视指针通过电流过大或时间过长、致使金属丝发热,造成所测电阻较大实验中应使电流不要过大闭合开关后待稳定时尽快读数,然后断开开关系统误差电流表的外接使电压表分流造成误差采用内阻很大的电压表要点一 仪器读数和实验原理1.现有一合金制成的圆柱体为测量该合金的电阻率,现用伏安
2、法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示(1)由图读得圆柱体的直径为_mm,长度为_cm.(2)假设流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别用D、L表示,那么用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为_.解析:(1)根据螺旋测微器的读数方法得圆柱体的直径为:1.50.0134.21.842(mm)根据游标卡尺的读数方法得圆柱体的长度为:420.05842.40(mm)4.240(cm)(2)由R得:.答案:(1)1.8424.240(2)22022日照高一检测在测定金属丝电阻率的实
3、验中,需要测量金属丝的电阻,可供选用的器材如下:待测金属丝:Rx(阻值约5 );电流表A1:量程0.6 A,内阻r1约为0.2 ;电流表A2:量程10 mA,内阻r250 ;定值电阻R1:阻值20 ;定值电阻R2:阻值200 ;滑动变阻器R:阻值范围05 ;电源E:干电池2节;开关S,导线假设干(1)要想较准确测量待测金属丝的阻值,应选用定值电阻_(选填“R1”或“R2”)(2)实验中要求金属丝中的电流能从0开始变化,请在虚线框中画出该实验的电路图(图中务必标出选用的电流表和定值电阻的符号)(3)假设实验中A1表的示数为0.36 A,A2表的示数为5.4 mA,待测金属丝的阻值为_(结果保存两
4、位有效数字)解析:(1)由于没有电压表,可考虑将内阻为定值的电流表A2与定值电阻串联而改装为电压表,改装电压表时要串联大电阻分压,应选R2.(2)实验要求电流表读数从零开始变化,并能多测几组电流、电压值,知滑动变阻器采用分压式接法电路图如下图:(3)由题意,I25.4 mA0.005 4 A,I10.36 AUx(20050)0.005 4 V1.35 VIxI1I20.354 6 ARx 3.8 答案:(1)R2(2)见解析图(3)3.8要点二 数据处理及分析3.在“测定金属丝的电阻率实验中,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
5、.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)采用如下图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_计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)解析:(1)根据刻度尺读数规那么,可知图甲中读数为24.10 cm;根据螺旋测微嚣读数规那么,可知图乙中读数为0.520 mm.(2)采用电流袁外接法测量金属丝的电阻金属丝中电流小于电流表读数,所以电阻的测量值比真实值偏小由欧姆定律R,电阻定律R,S,可得电
6、阻率.答案:(1)24.100.520(2)偏小42022东城高一检测在“测定金属丝的电阻率的实验中,假设用欧姆表粗测得知电阻丝Rx的阻值约为4 ,为较精确地测量金属丝的电阻,并要求金属丝发热功率P,那么电流表应采用外接法,电路图如下图(3)由于电压表选03 V量程,由图示电压表可知,其分度值为0.1 V,示数为2.5 V;电流表选00.6 A,分度值为0.02 A,示数为0.5 A,电阻丝阻值Rx5 ;由图示螺旋测微器可知,固定刻度示数为0,可动刻度示数为38.00.01 mm0.380 mm;由图示刻度尺可知,其分度值为1 mm,金属丝长度L41.00 cm10.00 cm31.00 cm
7、;由Rx,得金属丝电阻率 m1.8106 m.答案:(1)R2(2)电路图见解析(3)0.38031.001.8106根底达标1.在“测定金属丝电阻率的实验中,由可知,对实验结果的准确性影响最大的是()A金属丝直径d的测量B电压U的测量C电流I的测量 D金属丝长度l的测量解析:四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方答案:A22022滨州高一检测某实验小组在做“测定金属电阻率的实验过程中,测量某金属丝的电阻(阻值510 ),实验室提供了以下器材A电压表(03 V,内阻RV约1 );B电压表(015 V,内阻RV约5 k);C电流表(00.
8、6 A,内阻RA2 );D电流表(03 A,内阻RA0.5 );E滑动变阻器(5 ,1.2 A);F直流电源(6 V,内阻不计);另有开关一个、导线假设干实验中有两种电路可供选择,如图甲和乙所示(1)为了较准确地计算金属丝的电阻,本次实验中电路应选_(选填“甲或“乙),电压表应选_,电流表应选_(只填器材前的字母代号即可)(2)假设用米尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝直径为d,此时测得电流为I、电压为U,那么该金属丝的电阻率_(用兀、d、L、U、I、RA表示)解析:(1)为了使测量结果尽量精确,根据滑动变阻器阻值范围可知,选择滑动变阻器分压式接法,应选择电路图甲测量金属丝的电阻(
9、阻值在510 间),电源的电动势为6 V,所以应选择电压表A,虽然已超过量程,但比电压表B精确,当然电压值可由滑动变阻器来控制根据电压表量程与待测电阻阻值可得,最大电流为0.6 A,假设使用电流表D那么达不到精确度,因此选择电流表C,通过滑动变阻器来控制电流(2)根据电阻定律R,S()2,根据欧姆定律,RRA,联立得:(RA)答案:(1)甲AC(2)(RA)3(多项选择)在“测定金属丝的电阻率实验中,以下关于误差的说法中正确的选项是()A电流表采用外接法,将会使测真B电流表采用外接法,由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起偶然误差C由可知,I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起的偶然
10、误差D由可知,对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量解析:由于采用电流表外接法,将导致R测R真,由可知测真,A项正确;虽然电压表的并联引起电阻丝分得的电压减小,但是计算电阻丝的电阻用的电压和电流是瞬时对应的,由于电压表的分流会使电流I的测量值偏大,电阻测量值偏小,属于系统误差,B项错误;由可知I、d、U、l中每一个物理量的测量都会引起的测量误差,但由于直径的指数为2,故对结果影响最大的是d的测量,C、D两项正确答案:ACD4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
11、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_(填“偏大或“偏小)最后由公式_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24.1224.14 cm均可,直径读数为0.5140.516 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,R,Sd2,可得.答案:(1)24.130.515(2)偏小5.如下图,P是一个外表镀有
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