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第2课时　用伏安法测定金属丝的电阻率
课时作业
(分值:80分)
1.(12分)(1)某小组成员想利用游标卡尺测量线圈的内径以绕制一个相似的线圈,他可利用图甲中游标卡尺的　　　　(选填“A”“B”或“C”)部件,测出线圈的内径大小如图丙所示,图丙中游标卡尺读数为　　　　 mm.
(2)有一同学用螺旋测微器测量绕制线圈所用铜线的直径,测量结果如图丁所示,直径为
　 mm.
【答案】 (1)A　19.30　(2)6.860
【解析】 (1)利用游标卡尺测量线圈的内径时,应用内测量爪,即A部件;题图丙中游标卡尺的分度值为0.05 mm,故读数为19 mm+6×0.05 mm=19.30 mm.
(2)螺旋测微器的分度值为0.01 mm,由题图丁可知直径为d=6.5 mm+36.0×0.01 mm=
6.860 mm.
2.(16分)某同学利用图甲所示的电路来测量某金属丝的电阻率,改变金属丝右端PN接入电路的长度L,记录L及对应电流表、电压表的示数I和U,并作出-L的图像,如图丙所示.
(1)用螺旋测微器测量金属丝多个不同位置的直径d,求其平均值,其中一次测量如图乙所示,则读数为　　　　 mm.
(2)实验中,闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到　　　　(选填“最左端”“中间”或“最右端”).
(3)由图丙得到图线的斜率为k,则该金属丝的电阻率ρ=　　　　(用d、k表示).
(4)图丙中图线的纵截距b表示　　　　.
【答案】 (1)0.697(0.696～0.698均可)
(2)最右端　(3)　(4)电流表内阻
【解析】 (1)题图乙读数为0.5 mm+19.7×0.01 mm=0.697 mm.
(2)为了保护实验电路安全,闭合开关前应将滑动变阻器接入电路阻值最大,即应将滑动变阻器滑片滑到最右端.
(3)根据电阻定律和欧姆定律有R=ρ,R+RA=,则=L+RA,题图丙中-L图像的斜率为k=,则ρ=Sk,又S=,联立得ρ=.
(4)根据=L+RA可知图像的纵截距为电流表内阻.
3.(12分)随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户.已知电导率σ是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标.某市对市场上出售的纯净水质量进行抽测时,为方便测量纯净水的电导率,检测人员将水样装满长为l、绝缘性能良好的薄壁塑料圆柱形容器,容器两端用金属圆片电极密封,如图甲所示.
(1)如图乙所示,用螺旋测微器测出该圆柱体的直径d=　　　　 mm.
(2)按照图丙所示连接电路,图中R为水样,闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表和电流表示数分别为U和I,则电导率σ=　　　　(用U、I、l、d、π表示).
(3)由于图丙中所用电压表和电流表不是理想电表,则用图丙所示电路测量的电导率σ　　　　(选填“偏大”“偏小”或“准确”).
【答案】 (1)6.725(6.724～6.726均可)　(2)
(3)偏大
【解析】 (1)根据螺旋测微器读数规则可知d=6.5 mm+22.5×0.01 mm=6.725 mm.
(2)根据伏安法测电阻得R=,由电阻定律得 R=ρ,横截面积S=,又σ=,综上得 σ=.
(3)由于电压表分流作用,R的测量值偏小,ρ偏小,σ偏大.
4.(16分)(2025·广东深圳期中)有一研究性学习小组测量某金属丝的电阻率.
(1)用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置分别测量金属丝的直径.某次测量时,螺旋测微器示数如图甲所示,读数为　　　　 mm.
(2)实验电路如图乙所示,实验室提供了待测金属丝Rx(接入电路部分的阻值约几欧)、电源E(电压为3 V)、开关S、导线若干.开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到最　　　　(选填“左”或“右”)端.
(3)请用笔画线代替导线,在图丙中完成与图乙相对应的实物电路.
(4)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d.正确连接电路,测得多组电压表示数和对应电流表示数,通过描点作出的U-I图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k.则金属丝的电阻率ρ=　　　　.(结果用题中所给字母表示)
【答案】 (1)0.400　(2)右　(3)图见解析
(4)
【解析】 (1)题图甲螺旋测微器分度值为0.01 mm,读数为0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm.
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到最大阻值处,即右端,以保证闭合开关时,电路电流最小.
(3)实物图如图所示.
(4)U-I图像的斜率表示待测金属丝的阻值,即R=k,根据电阻定律有R=ρ=,解得ρ=.
5.(24分)某同学设计实验测定金属丝的电阻率,要求电压从零开始调节.用刻度尺测量金属丝接入电路的长度为L=0.640 m,用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径时如图甲、乙所示.
金属丝的电阻大约为4 Ω,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下实验器材供选择:
直流电源(电压4 V);
电流表A1(量程0～0.6 A,内阻约0.125 Ω);
电流表A2(量程0～3 A,内阻约0.025 Ω);
电压表V(量程0～3 V,内阻约3 kΩ);
滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值100 Ω);
开关、导线等.
(1)从图甲中读出金属丝的直径D=　　 mm,从图乙中读出金属丝的直径D=　　　 mm.
(2)在所给的器材中,应选的电流表是　　　　,应选的滑动变阻器是　　　　.(填写仪器前的字母代号)
(3)根据题目要求,将如图丙所示实验电路图补充完整.
(4)实验测出的金属丝的电阻为Rx=4.0 Ω,根据测量数据,计算出这种金属材料的电阻率为
　　　　 Ω·m.(π取3.14,小数点后保留2位数字)
【答案】 (1)0.830　0.8　(2)A1　R1
(3)图见解析　(4)3.38×10-6
【解析】 (1)螺旋测微器的分度值为0.01 mm,从题图甲中读出金属丝的直径D=0.5 mm+
33.0×0.01 mm=0.830 mm,游标卡尺的分度值为0.1 mm,从题图乙中读出金属丝的直径D=
0 mm+8×0.1 mm=0.8 mm.
(2)电路中的最大电流约为1 A,应选的电流表是A1,电压从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,选用最大阻值与待测电阻相近的R1.
(3)由于>,则电流表应采用外接法,要求电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示.
(4)根据电阻定律有Rx=ρ,代入数据解得ρ≈3.38×10-6 Ω·m.第2课时　用伏安法测定金属丝的电阻率
课时作业
(分值:80分)
1.(12分)(1)某小组成员想利用游标卡尺测量线圈的内径以绕制一个相似的线圈,他可利用图甲中游标卡尺的　　　　(选填“A”“B”或“C”)部件,测出线圈的内径大小如图丙所示,图丙中游标卡尺读数为　　　　 mm.
(2)有一同学用螺旋测微器测量绕制线圈所用铜线的直径,测量结果如图丁所示,直径为
　 mm.
6.860 mm.
2.(16分)某同学利用图甲所示的电路来测量某金属丝的电阻率,改变金属丝右端PN接入电路的长度L,记录L及对应电流表、电压表的示数I和U,并作出-L的图像,如图丙所示.
(1)用螺旋测微器测量金属丝多个不同位置的直径d,求其平均值,其中一次测量如图乙所示,则读数为　　　　 mm.
(2)实验中,闭合开关前应将滑动变阻器滑片滑到　　　　(选填“最左端”“中间”或“最右端”).
(3)由图丙得到图线的斜率为k,则该金属丝的电阻率ρ=　　　　(用d、k表示).
(4)图丙中图线的纵截距b表示　　　　.
3.(12分)随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户.已知电导率σ是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标.某市对市场上出售的纯净水质量进行抽测时,为方便测量纯净水的电导率,检测人员将水样装满长为l、绝缘性能良好的薄壁塑料圆柱形容器,容器两端用金属圆片电极密封,如图甲所示.
(1)如图乙所示,用螺旋测微器测出该圆柱体的直径d=　　　　 mm.
(2)按照图丙所示连接电路,图中R为水样,闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表和电流表示数分别为U和I,则电导率σ=　　　　(用U、I、l、d、π表示).
(3)由于图丙中所用电压表和电流表不是理想电表,则用图丙所示电路测量的电导率σ　　　　(选填“偏大”“偏小”或“准确”).
4.(16分)(2025·广东深圳期中)有一研究性学习小组测量某金属丝的电阻率.
(1)用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置分别测量金属丝的直径.某次测量时,螺旋测微器示数如图甲所示,读数为　　　　 mm.
(2)实验电路如图乙所示,实验室提供了待测金属丝Rx(接入电路部分的阻值约几欧)、电源E(电压为3 V)、开关S、导线若干.开关闭合前,滑动变阻器的滑片应调到最　　　　(选填“左”或“右”)端.
(3)请用笔画线代替导线,在图丙中完成与图乙相对应的实物电路.
(4)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d.正确连接电路,测得多组电压表示数和对应电流表示数,通过描点作出的U-I图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k.则金属丝的电阻率ρ=　　　　.(结果用题中所给字母表示)
5.(24分)某同学设计实验测定金属丝的电阻率,要求电压从零开始调节.用刻度尺测量金属丝接入电路的长度为L=0.640 m,用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径时如图甲、乙所示.
金属丝的电阻大约为4 Ω,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下实验器材供选择:
直流电源(电压4 V);
电流表A1(量程0～0.6 A,内阻约0.125 Ω);
电流表A2(量程0～3 A,内阻约0.025 Ω);
电压表V(量程0～3 V,内阻约3 kΩ);
滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值100 Ω);
开关、导线等.
(1)从图甲中读出金属丝的直径D=　　 mm,从图乙中读出金属丝的直径D=　　　 mm.
(2)在所给的器材中,应选的电流表是　　　　,应选的滑动变阻器是　　　　.(填写仪器前的字母代号)
(3)根据题目要求,将如图丙所示实验电路图补充完整.
(4)实验测出的金属丝的电阻为Rx=4.0 Ω,根据测量数据,计算出这种金属材料的电阻率为
　　　　 Ω·m.(π取3.14,小数点后保留2位数字)
33.0×0.01 mm=0.830 mm,游标卡尺的分度值为0.1 mm,从题图乙中读出金属丝的直径D=
0 mm+8×0.1 mm=0.8 mm.
(2)电路中的最大电流约为1 A,应选的电流表是A1,电压从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,选用最大阻值与待测电阻相近的R1.
(3)由于>,则电流表应采用外接法,要求电压从零开始调节,滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示.
(4)根据电阻定律有Rx=ρ,代入数据解得ρ≈3.38×10-6 Ω·m.

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