11.3實驗：導體電阻率的測量測量一、游標卡尺和螺旋測微器的讀數1、用螺旋測微器測量某一物體厚度時，示數如圖甲所示，讀數為________mm。用游標卡尺測量某些工件的外徑時，示數如圖乙所示，則讀數為________mm。解析：題圖甲讀數為1mm＋19.5×0.01mm＝1.195mm，題圖乙讀數為11mm＋10×0.05mm＝11.50mm。答案：(1)1.195(1.194～1.196均可)11.502、用游標為20分度的游標卡尺測量一粗細均勻圓柱體的長度，如圖所示，由圖可知其長度為________mm。(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖所示，由圖可知其直徑為________mm。解析：(1)游標為20分度的游標卡尺，其精確度為0.05mm，游標第3格與主尺對齊，示數為0.05×3mm＝0.15mm，故長度為50mm＋0.15mm＝50.15mm。(2)螺旋測微器固定刻度示數為4.5mm，可動刻度示數為0.200mm，故直徑為4.5mm＋0.200mm＝4.700mm。答案：(1)50.15(2)4.7003、某同學用游標卡尺測量一圓柱體的長度l，用螺旋測微器測量圓柱體的直徑d，示數如圖甲、乙所示。由圖可讀出l＝________cm，d＝________mm。解析：游標卡尺主尺讀數為2.2cm，游標尺讀數為5×0.1mm＝0.5mm＝0.05cm，故l＝2.2cm＋0.05cm＝2.25cm；螺旋測微器的半毫米刻度線已露出，所以固定刻度為6.5mm，再讀出可動刻度上的格數(估讀一位)×0.01mm，讀數為6.5mm＋36.0×0.01mm＝6.860mm。答案：2.256.8604、(1)兩位同學用游標卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示．測量方法正確的是____________．(選填“甲”或“乙”)(2)某同學用游標卡尺測量一圓柱體的長度l，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑d，示數如圖所示．由圖可讀出l＝____________cm,d＝__________mm.解析(1)圖乙的方法正確．(2)游標卡尺的讀數＝2.2cm＋5×0.1mm＝2.25cm，螺旋測微器的讀數＝6.5mm＋36.0×0.01mm＝6.860mm.答案(1)乙(2)2.256.860二、測定金屬的電阻率（一）實驗基礎1．(多選)在“測定金屬的電阻率”實驗中，關于誤差的下列說法中正確的是()A．電流表采用外接法，將會使ρ測＞ρ真B．電流表采用外接法，由于電壓表的并聯引起了金屬絲分壓的減小而引起測量誤差C．由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知I、d、U、l中每一個物理量的測量都會引起ρ的測量誤差D．由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知對實驗結果準確性影響最大的是直徑d的測量解析：選CD由于金屬絲阻值較小，若電流表采用內接法，則電流表分壓產生的誤差太大，故電流表采用外接法，R測＜R真，由R＝ρeq\f(l,S)可知ρ測＜ρ真，A項說法錯誤；電流表采用外接法時，由于電壓表的分流作用會引起測量誤差，故B項說法錯誤；由ρ＝eq\f(πd2U,4Il)可知要測量的物理量是d、U、I和l，都會引起測量誤差，且直徑d在公式中是平方關系，所以影響最大，故選項C、D說法正確．綜上所述答案為CD.2、現有一合金制成的圓柱體．為測量該合金的電阻率，現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，用游標卡尺測量該圓柱體的長度．螺旋測微器和游標卡尺的示數如圖甲和乙所示．(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表示的電阻率的關系式為ρ＝________.解析：(1)圓柱體的直徑為1.5mm＋34.5×0.01mm＝1.845mm；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)聯立得ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(US,IL)＝eq\f(πD2U,4IL).答案：(1)1.845(1.842～1.846均可)4.240(2)eq\f(πD2U,4IL)3、在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，(1)某同學用螺旋測微器測金屬絲直徑時，測得結果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑為________mm。(2)用量程為3V的電壓表和量程為0.6A的電流表測金屬絲的電壓和電流時讀數如圖乙所示，則電壓表的讀數為________V，電流表的讀數為________A。(3)用米尺測量金屬絲的長度L＝0.810m。利用以上測量數據，可得這種材料的電阻率為________Ω·m(保留兩位有效數字)。解析：(1)螺旋測微器的讀數為：d＝2.5mm＋43.5×0.01mm＝2.935mm。(2)因電壓表的每小格讀數為0.1V，所以應估讀到0.01V，所以電壓表的讀數為：U＝2.60V；同理，電流表的每小格讀數為0.02A，應估讀到0.01A，所以電流表的讀數為：I＝0.52A。(3)根據R＝ρeq\f(L,S)得：ρ＝eq\f(RS,L)＝eq\f(R·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2π,L)代入數據得：ρ＝4.2×10－5Ω·m。答案：(1)2.935(2)2.600.52(3)4.2×10－54、(1)在測定一根粗細均勻合金絲電阻率的實驗中，利用螺旋測微器測定合金絲直徑的過程如圖所示，校零時的讀數為____________mm，合金絲的直徑為____________mm.(2)為了精確測量合金絲的電阻Rx，設計出如圖甲所示的實驗電路圖，按照該電路圖完成圖乙中的實物電路連接．解析(1)校零時的讀數為0.007mm，合金絲的直徑＝(0.5＋14.5×0.01－0.007)mm＝0.638mm.(2)實物電路連接如圖所示．答案(1)0.007(0.005～0.008均可)0.638(0.636～0.639均可)(2)見解析圖（二）實驗儀器選擇1、某同學在一次“測定金屬的電阻率”的實驗中，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(刻度位置如圖所示)，用伏安法測出金屬絲的電阻(阻值大約為5Ω)，然后計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，除被測金屬絲外，還有如下實驗器材：A．直流電源(輸出電壓為3V)B．電流表A(量程0～0.6A，內阻約0.125Ω)C．電壓表V(量程0～3V，內阻3kΩ)D．滑動變阻器(最大阻值20Ω)E．開關、導線等(1)從圖中讀出金屬絲的直徑為________mm。(2)根據所提供的器材，在虛線框中畫出實驗電路圖。(3)若根據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(保留兩位有效數字)。[解析](1)螺旋測微器讀數為0.5mm＋10.0×0.01mm＝0.600mm。(2)由于電阻絲電阻較小，安培表采用外接法，滑動變阻器采用限流電路或分壓電路都可以，實驗電路如圖：(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。[答案](1)0.600(2)見解析圖(3)1.6×10－62、在測量金屬絲電阻率的實驗中，可供選用的器材如下：待測金屬絲Rx(阻值約4Ω，額定電流約0.5A)；電壓表V(量程0～3V，內阻約3kΩ)；電流表A1(量程0～0.6A，內阻約0.2Ω)；電流表A2(量程0～3A，內阻約0.05Ω)；電源E1(電動勢3V，內阻不計)；電源E2(電動勢12V，內阻不計)；滑動變阻器R(最大阻值約20Ω)；螺旋測微器；毫米刻度尺；開關S；導線。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數如圖所示，讀數為________mm。(2)若滑動變阻器采用限流接法，為使測量盡量精確，電流表應選________，電源應選________。(均填器材代號)在虛線框內畫出電路原理圖。解析：(1)螺旋測微器的讀數為1.5mm＋27.4×0.01mm＝1.774mm。(2)在用伏安法測電阻時，為使測量結果盡量精確，則電流表、電壓表指針需達到半偏以上，所以電流表選A1，電源選E1。電路原理圖如圖所示。答案：(1)1.774(1.773～1.775均可)(2)A1E1見解析圖3、實驗室購買了一捆標稱長度為100m的銅導線，某同學想通過實驗測定其實際長度．該同學首先測得導線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.7×10－8Ω·m，再利用圖甲所示電路測出銅導線的電阻Rx，從而確定導線的實際長度．可供使用的器材有：電流表：量程0.6A，內阻約0.2Ω；電壓表：量程3V，內阻約9kΩ；滑動變阻器R1：最大阻值5Ω；滑動變阻器R2：最大阻值20Ω；定值電阻：R0＝3Ω；電源：電動勢6V，內阻可不計；開關、導線若干．回答下列問題：(1)實驗中滑動變阻器應選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關S前應將滑片移至________(填“a”或“b”)端．(2)在實物圖中，已正確連接了部分導線，請根據圖甲電路完成剩余部分的連接．(3)調節滑動變阻器，當電流表的讀數為0.50A時，電壓表示數如圖乙所示，讀數為________V.(4)導線實際長度為________m．(保留2位有效數字)[解析](1)電路圖中滑動變阻器限流連接，最大阻值應遠大于被測電阻Rx，故選擇R2，閉合開關前，應將滑片移至阻值最大處——a處．(2)根據電路圖連接實物圖．(3)電壓表分度值為0.1V，量程為3V，讀數為2.30V.(4)根據歐姆定律得Rx＋R0＝eq\f(U,I)，根據電阻定律得Rx＝ρeq\f(L,S)，聯立解得L＝94m.[答案](1)R2a(2)見解析圖(3)2.30(4)944、在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻Rx約為3Ω，實驗室備有下列實驗器材：A．電壓表V(量程3V，內阻約為3kΩ)B．電流表A(量程0.6A，內阻約為1Ω)C．滑動變阻器R(0～10Ω，額定電流0.5A)D．電源E(電動勢為3V，內阻約為0.3Ω)E．開關S，導線若干(1)為減小實驗誤差，應選用圖中________(填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖．(2)現用刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm，用螺旋測微器測得其直徑示數如丙圖，則直徑為________mm.圖丁為兩電表的示數，則該金屬絲的電阻率為________Ω·m.(結果保留3位有效數字)解析：(1)根據eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)可知，電流表外接，乙圖符合題意．(2)螺旋測微器讀數由固定刻度和可動刻度兩部分組成，d＝0.5mm＋0.01×10.8mm＝0.608mm；電壓表量程為3V，分度值為0.1V，示數為1.20V，電流表量程為0.6A，分度值為0.02A，示數為0.50A，根據歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝2.4Ω；金屬絲的電阻率ρ＝eq\f(RS,L)≈1.16×10－6Ω·m.答案：(1)乙(2)0.6081.16×10－65、在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準，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，其中某一次測量結果如圖1所示，其讀數應為________mm(該值接近多次測量的平均值)．(2)用伏安法測金屬絲的電阻Rx.實驗所用器材為電池組(電動勢3V，內阻約1Ω)、電流表(內阻約0.1Ω)、電壓表(內阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開關、導線若干，某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如表：次數1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由實驗數據可知，他們測量Rx是采用圖2中的________(填“甲”或“乙”)圖．(3)圖3是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據(2)所選的電路圖，補充完成圖3中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．(4)這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖4所示，圖中已標出了與測量數據對應的4個坐標點．請在圖中標出第2、4、6次測量數據的坐標點，并描繪出U-