PAGEPAGE8課后限時作業(yè)32試驗：測定金屬絲的電阻率時間：45分鐘1．(多選)在“測定金屬的電阻率”的試驗中，以下操作錯誤的是(AC)A．用米尺測量金屬絲的全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑，算出其平均值C．用伏安法測電阻時采納電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值D．試驗中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變解析：試驗中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度，而不是全長；金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對它的分流作用很小，應(yīng)采納電流表外接法，故A、C操作錯誤．2．某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度．該螺旋測微器校零時的示數(shù)如圖甲所示，測量金屬板厚度時的示數(shù)如圖乙所示．圖甲所示讀數(shù)為0.010(0.009或0.011也對)mm，圖乙所示讀數(shù)為6.870(6.869或6.871也對)mm，所測金屬板的厚度為6.860(6.858～6.862)mm.解析：依據(jù)螺旋測微器讀數(shù)的基本原理，0.5毫米以上的值在主尺上讀出，而在螺旋尺上要估讀到千分之一毫米，則圖甲讀數(shù)為0.010mm，圖乙讀數(shù)為6.870mm，故金屬板的厚度d＝6.870mm－0.010mm＝6.860mm.3．(2024·南昌模擬)某學(xué)生用如圖甲所示電路測金屬導(dǎo)線的電阻率，可供運用的器材有：被測金屬導(dǎo)線ab(電阻約10Ω，允許流過的最大電流0.8A)，穩(wěn)恒電源E(電源輸出電壓恒為E＝12V)，電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約為5kΩ)，愛護電阻：R1＝10Ω，R2＝30Ω，R3＝200Ω，刻度尺、螺旋測微器，開關(guān)S，導(dǎo)線若干等．試驗時的主要步驟如下：①用刻度尺量出導(dǎo)線ab的長度l，用螺旋測微器測出導(dǎo)線的直徑d.②按如圖甲所示電路將試驗所需器材用導(dǎo)線連接好．③閉合開關(guān)S，移動接線觸片P，測出aP長度x，讀出電壓表的示數(shù)U.④描點作出U-x曲線求出金屬導(dǎo)線的電阻率ρ.完成下列填空：(1)用螺旋測微器測量金屬導(dǎo)線的直徑d，其示數(shù)如圖乙所示，該金屬導(dǎo)線的直徑d＝0.870mm.(2)假如試驗時既要保證平安，又要測量誤差較小，愛護電阻R應(yīng)選R2.(3)依據(jù)多次試驗測出的aP長度x和對應(yīng)每次試驗讀出的電壓表的示數(shù)U給出的U-x圖線如圖丙所示，其中圖線的斜率為k，則金屬導(dǎo)線的電阻率ρ＝eq\f(kR2πd2,4E－kl).(用試驗器材中給出的物理量字母和試驗步驟中測出的物理量字母表示)解析：(1)依據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則，該金屬導(dǎo)線的直徑d＝0.5mm＋37.0×0.01mm＝0.870mm.(2)依據(jù)題述電源輸出電壓恒為E＝12V，電壓表V量程為3V，愛護電阻R應(yīng)當(dāng)分壓9V．由于被測金屬導(dǎo)線ab，電阻約10Ω，所以愛護電阻R應(yīng)選R2＝30Ω.(3)被測金屬導(dǎo)線橫截面積S＝eq\f(πd2,4)，aP段電阻Rx＝ρeq\f(x,S)＝eq\f(4ρx,πd2).電壓表的示數(shù)U＝IRx.電流I＝eq\f(E,R2＋R)，eq\f(R,l)＝eq\f(Rx,x)，聯(lián)立得到：U＝eq\f(4ρE,πd2R2＋4ρl)x.U-x圖線的斜率k＝eq\f(4ρE,πd2R2＋4ρl)，解得：ρ＝eq\f(kR2πd2,4E－kl).4．小明同學(xué)通過試驗探究某一金屬電阻的阻值R隨溫度t的改變關(guān)系．已知該金屬電阻在常溫下的阻值約10Ω，R隨t的上升而增大．試驗電路如圖所示，控溫箱用以調(diào)整金屬電阻的溫度．試驗時閉合S，先將開關(guān)K與1端閉合，調(diào)整金屬電阻的溫度，分別登記溫度t1，t2，…和電流表的相應(yīng)示數(shù)I1，I2，….然后將開關(guān)K與2端閉合，調(diào)整電阻箱使電流表的示數(shù)再次為I1，I2，…，分別登記電阻箱相應(yīng)的示數(shù)R1，R2，….(1)有以下兩種電流表，試驗電路中應(yīng)選用A.A．量程0～100mA，內(nèi)阻約2ΩB．量程0～0.6A，內(nèi)阻可忽視(2)試驗過程中，要將電阻箱的阻值由9.9Ω調(diào)整至10.0Ω，需旋轉(zhuǎn)圖中電阻箱的旋鈕“a”“b”“c”，正確的操作依次是①②③或①③②.①將旋鈕a由“0”旋轉(zhuǎn)至“1”②將旋鈕b由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”③將旋鈕c由“9”旋轉(zhuǎn)至“0”(3)試驗記錄的t和R的數(shù)據(jù)見下表溫度t(℃)20.040.060.080.0100.0阻值R(Ω)9.610.411.112.112.8請依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在答題卡的方格紙上作出R-t圖線．答案：如圖由圖線求得R隨t的改變關(guān)系為R＝0.04t＋8.8(0.04t＋8.6～0.04t＋9.0)Ω.解析：(1)電路中最大的電流為I＝eq\f(E,R＋r)≈0.15A，選用B表指針偏轉(zhuǎn)太小，所以選用A表．(2)電阻箱的調(diào)整要從大到小，確保電路平安．(3)描點連線畫出圖線，從圖線得到R＝0.04t＋8.8(0.04t＋8.6～0.04t＋9.0)．5．在某些汽車的后擋風(fēng)玻璃中會嵌入一組電阻絲，可通電加熱以化解霜凍．下圖甲是用伏安法測量其中一根電阻絲Rx阻值的實物連線圖，儀表規(guī)格如下表.量程內(nèi)阻電流表A0.6A0.20Ω電壓表V3V約10kΩ(1)將單刀雙擲開關(guān)S2置于位置b，閉合開關(guān)S1，電壓表和電流表指針如圖乙所示，則可讀得電壓表的示數(shù)U＝1.60V，電流表的示數(shù)I＝0.500A；計算得出電阻絲的阻值Rx＝3.0(保留兩位有效數(shù)字)Ω.(2)若將單刀雙擲開關(guān)置于位置a，則通過電阻絲的電流小于(選填“大于”或者“小于”)此時電流表的示數(shù)．(3)現(xiàn)有6根與Rx同型號的電阻絲和一個內(nèi)阻為2.0Ω的電源，為了達到最快的化霜效果，請選用幾根電阻絲，并用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖丙中進行設(shè)計連接．答案：如圖所示解析：(1)電流表量程為0.6A，故讀數(shù)為0.50A；電壓表的量程為3V，故讀數(shù)為1.60V；當(dāng)開關(guān)接b時，電流表內(nèi)接，電阻Rx＝eq\f(1.60V,0.5A)－RA＝3.2Ω－0.2Ω＝3.0Ω.(2)當(dāng)開關(guān)接a時，電流表外接，由于電壓表分流，所以此時電流表讀數(shù)為電壓表中電流與電阻中電流之和，故通過電阻的電流小于電流表的讀數(shù)．(3)當(dāng)外電路電阻和內(nèi)電路電阻相等時，電源輸出功率最大，化霜最快，即外電路電阻需為2.0Ω，設(shè)計連接如圖所示．6．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的電路來測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)阻(幾千歐)，試驗室供應(yīng)直流電源的電動勢為6V，內(nèi)阻忽視不計．(1)請完成下圖的實物連接．答案：如圖所示(2)在該試驗中，認為當(dāng)變阻器的滑片P不動時，無論電阻箱的阻值如何增減，a、P兩點間的電壓保持不變．下列滑動變阻器中最恰當(dāng)?shù)氖荁.A．變阻器(0～2000Ω，0.1A)B．變阻器(0～20Ω，1A)C．變阻器(0～5Ω，1A)(3)連接好線路后，先將變阻器滑片P調(diào)到最左端，并將電阻箱阻值調(diào)到0(選填“0”或“最大”)，然后閉合開關(guān)S，調(diào)整P，使電壓表滿偏，此后滑片P保持不動．(4)調(diào)整電阻箱的阻值，記錄電壓表的讀數(shù)；最終將電壓表讀數(shù)的倒數(shù)eq\f(1,U)與電阻箱讀數(shù)R描點，并畫出如圖所示的圖線，由圖象得，待測電壓表的內(nèi)阻值為3.0×103Ω.(保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)電路連線如圖所示．(2)因為電壓表阻值較大，故當(dāng)滑動變阻器阻值越小時，電壓表與滑動變阻器中a、P兩點間的電阻并聯(lián)后越接近a、P兩點間空載時的電阻，可使得無論電阻箱的阻值如何增減，a、P兩點間的電壓保持不變，但選擇變阻器C時，通過變阻器的電流會超過其允許通過的最大電流，故滑動變阻器選擇B.(3)連接好線路后，先將變阻器滑片P調(diào)到最左端，并將電阻箱阻值調(diào)到0，然后閉合開關(guān)S，調(diào)整P，使電壓表滿偏，此后滑片P保持不動．(4)由于電壓表滿偏電壓為3V，則當(dāng)滑片P保持不動時，電壓表及電阻箱兩端的電壓之和為3V，即U＋eq\f(U,RV)R＝3V，整理可得eq\f(1,U)＝eq\f(1,3)＋eq\f(1,3RV)R，eq\f(1,3RV)＝eq\f(0.33,3×103)，則RV≈3.0×103Ω.7．為了測量待測電阻Rx的阻值(約為200Ω)，備有以下器材：A．電源E(電動勢約為1.5V，內(nèi)阻可忽視不計)；B．電流表A1(量程為0～10mA，內(nèi)阻r1＝20Ω)；C．電流表A2(量程為0～30mA，內(nèi)阻r2≈6Ω)；D．定值電阻R0(阻值R0＝80Ω)；E．滑動變阻器R1(最大阻值為20Ω)；F．滑動變阻器R2(最大阻值為2000Ω)；G．單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)滑動變阻器應(yīng)選擇E(或R1)．(2)為了盡量精確地測量電阻Rx，在圖甲、乙兩圖中，應(yīng)選擇圖乙．(3)合理選擇電路后，某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1，電流表A2的示數(shù)為I2，則Rx的表達式為Rx＝eq\a\vs4\al(\f(I1R0＋r1,I2－I1)).(4)某次測量時，其中一個