同步课时精练(十六)3.6 科学测量:金属丝的电阻率(后附解析)
一、单选题
1.实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图所示,下列读数正确的是( )
A.4.530mm B.4.800mm C.5.300mm D.5.800mm
2.用伏安法测电阻可以采用电流表内接法或电流表外接法,下列说法正确的是( )
A.待测电阻阻值大时用外接法 B.待测电阻阻值小时用内接法
C.用外接法测得的阻值比真实值偏大 D.用外接法测得的阻值比真实值偏小
3.用电流表和电压表测量电阻R的阻值。当按照如图甲所示的方式接入电路测量时,电流表的示数为5.50mA,电压表的示数为2.75V;当按照如图乙所示的方式接入同一电路测量时,电流表的示数为5.55mA,电压表的示数为2.22V。图甲、图乙中的电流表和电压表相同,下列说法正确的是( )
A.电阻的真实值更接近400Ω,且大于400Ω
B.电阻的真实值更接近400Ω,且小于400Ω
C.电阻的真实值更接近500Ω,且大于500Ω
D.电阻的真实值更接近500Ω,且小于500Ω
4.电学实验中测量电阻的阻值时,电流表有两种接法,如图甲、乙所示;滑动变阻器控制电路,调节待测电阻的电压、电流时也有两种接法,如图丙、丁所示。关于电路图说法正确的是( )
A.甲图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
B.乙图中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使
C.丙图中滑动变阻器属于分压接法,丁图中滑动变阻器属于限流接法
D.若,且要求的电压有较大的调节范围,则选用丁图较好
5.用电流表和电压表测量某一电阻的阻值,分别将图甲和图乙两种测量电路连接到电路中,按甲图连接时,电流表示数为,电压表示数为;按照乙图连接时,电流表示数为,电压表示数为,比较这两次结果,正确的是( )
A.电阻的真实值更接近,且大于
B.电阻的真实值更接近,且小于
C.电阻的真实值更接近,且大于
D.电阻的真实值更接近,且小于
6.在常温下,一根粗细均匀的某种材料的金属丝的两端加上恒定电压U,金属丝内部形成电场,电子定向移动的速率为 v。在常温下,若将金属丝均匀拉长为原长的10倍,下列说法正确的是( )
A.金属丝的电阻率变为原来的 10倍
B.金属丝内部电子定向移动的速率变为
C.金属丝内部的电场强度的大小变为原来的10倍
D.金属丝的电阻变为原来的
二、多选题
7.在伏安法测电阻时,为提高测量的精确度,可在连接电路时,将电压表的一端P预留出来,使P分别跟a、b两点接触一下,同时注意观察电流表、电压表的示数,则下面的说法正确的是( )
A.两次比较,若电流表A的示数变化显著,则P应接在a点
B.两次比较,若电流表A的示数变化显著,则P应接在b点
C.两次比较,若电压表V的示数变化显著,则P应接在a点
D.两次比较,若电压表V的示数变化显著,则P应接在b点
8.用伏安法测电阻时,可以有两种方法把电压表和电流表连入电路,接法如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.采用(甲)图时,测量出的电阻值比真实值小
B.采用(乙)图时,测量出的电阻值比真实值小
C.为了减小误差,测量大电阻时宜采用(甲)图
D.为了减小误差,测量大电阻时宜采用(乙)图
9.甲、乙两图分别为测灯泡电阻的电路图,下列说法正确的是( )
A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法
B.甲中,乙中
C.甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使,故此法测小电阻好
D.乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使,故此法测大电阻好
10.为了测某电阻R的阻值,分别接成如图所示的甲、乙两电路,在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA,乙电路中两表示数分别为2.9V和4mA,则待测电阻的值可能为( )
A.比1000Ω略大一些 B.略小于1000Ω C.比725Ω大一些 D.等于725Ω
三、实验题
11.伏安法测电阻,测量电路的接法有安培表内接法和安培表外接法两种电路,如下图A、B所示,其中 (填A或B)属安培表外接法.用安培表外接法测Rx,测量值R测=,与真实值比,是偏 (填“大”或“小”),而内接法适用于测阻值较 (填“大”或“小”)的电阻.
12.一根细长而均匀的金属管线样品长约60cm,电阻大约10Ω,截面图如图甲所示。
(1) 用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为 mm
(2)实验室有如下器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻约0.5Ω)
B.电流表(量程3A,内阻约0.02Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约5k)
D.滑动变阻器 (1750Ω,0.3A)
E.滑动变阻器 (15Ω,3A)
F.蓄电池 (6V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表和滑动变阻器应选应选 。(只填代号字母)。
(3) 金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,金属管线长度L,则中空部分截面积的表达式为S= 。
13.有一个未知电阻,用图中甲和乙两种电路分别对它进行测量,电流表内阻很小,约为,电压表内阻很大,约为以上。
(1)用图甲电路测量时,两表读数分别为、,用图乙电路测量时,两表读数分别为、,则用 (填“甲”或“乙”)图所示电路测该电阻的阻值误差较小,测量值 Ω,测量值比真实值偏 (填“大”或“小”),产生误差的主要原因是 (选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经的电流值
B.电流表测量值大于流经的电流值
C.电压表测量值小于两端的电压值
D.电压表测量值大于两端的电压值
(2)在用选定的电路测量操作时,闭合电键前要将滑动变阻器的滑片调到最 端(填“左”或“右”)。
14.在测量某种合金丝电阻率的实验中:
(1)若合金丝长度为L,直径为D,阻值为R,则其电阻率ρ= 。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为 mm;如图(b)所示合金丝长度为L读数为 cm;
(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为,;当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为,。根据以上测量数据判断,当S2处于位置 (选填“a”或“b”)时,测量相对准确,测量值 Ω。(结果保留两位有效数字)
15.实验小组测量由某种新材料制成的电热丝的电阻率,步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量电热丝的直径,其中某次测量结果如图甲所示,则电热丝的直径 。
(2)用毫米刻度尺测得电热丝的长度L。
(3)实验小组的同学计划用伏安法测量电热丝的电阻,电流表外接法如图乙所示(表示待测电阻),采用外接法时,由于电压表的分流,电阻测量值 (填“大于”或“小于”)真实值;
(4)用多用电表欧姆挡测得电热丝的电阻约为,实验中所用直流电源电动势约为、内阻可忽略,电流表A的量程为、内阻约为,电压表V的量程为、内阻约为,滑动变阻器的阻值变化范围为,则实验电路应采用图中的 。(代表电热丝)
A. B.
C. D.
(5)选择合适电路,进行正确操作,测得电流表示数为I,电压表示数为U,则电热丝的电阻率 。(用d、L、I、U表示)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
解析:螺旋测微器的读数为
答案:B。
2.D
解析:A.当待测电阻阻值很大时,电流表分压对实验造成的误差较小,电压表分流造成的误差较大,可以采用电流表内接法进行实验,故A错误;
B.当待测电阻阻值很小时,电流表分压造成的误差较大,电压表分流造成的误差较小,应选用电流表外接法,故B错误;
CD.伏安法测电阻的实验中,电流表外接法由于电压表的分流,使电流I的测量值偏大,电压U的测量值等于真实值,由可知,电阻测量值小于真实值,故C错误D正确。
答案:D。
3.A
解析:当按照如图甲和图乙所示的方式接入电路测量时,电流表的示数变
|△I|=5.55mA-5.50mA=0.05mA
电压表的示数变化
|△U|=2.75V-2.22V=0.53V
由此可知,电压表的示数变化大,说明电流表的内电阻影响大,采用电流表外接更准确,即采用图乙测量更准确,则电阻的真实值接近
根据外接法测量时,电流表的示数偏大,使得测得的电阻偏小,所以电阻的实际值大于400Ω,故A正确、BCD错误。
答案:A。
4.D
解析:A.甲图是电流表内接法,误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使,故A错误;
B.乙图是电流表外接法,误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使,故B错误;
CD.丙图中滑动变阻器属于限流接法,丁图中滑动变阻器属于分压接法,若,且要求的电压有较大的调节范围,应采用分压接法,即选用丁图较好,故C错误,D正确。
答案:D。
5.B
解析:电流表示数从甲图的变为了乙图的,变化百分比为
电压表示数从甲图的变为了乙图的,变化百分比为
所以电流表的示数变化较为明显,也就是电压表的分流效果较为明显,为了减小误差,我们选择甲图来计算电阻的阻值
考虑到电流表有内阻,中包括了电流表的内阻,所以电阻的阻值小于。
答案:B。
6.B
解析:A.电阻率与材料和温度决定,A错误;
BD. 金属丝的体积不变,长度变为原来的10倍,则横截面积变为原来的,由电阻的决定式
可知电阻变为原来的100倍;根据欧姆定律与电流微观表达式得
可得电子定向移动的速率变为原来的,选项B正确,D错误;
C.导线内部电场为恒定电场,根据
可知,电场强度的大小变为原来的,C错误。
答案:B。
7.BC
解析:AB.电流表示数有明显变化,说明电压表内阻较小,分流较大,应采用电流表内接法,即K接b,可减小误差.故A错误,B正确;
CD.电压表示数有明显变化,说明电流表内阻较大,分压较大,应采用电流表外接法,即K接a,可减小误差.故C正确,D错误。
答案:BC。
8.BC
解析:AB.甲图是电流表内接,电流表所测的电流值是准确的,由于电流表的分压作用,电压表测量值偏大,由
R=
可知计算的电阻值偏大;乙图是电流表外接,电压表所测的电压是准确的,由于电压表的分流作用,使得电流表测量值偏大,所以计算的电阻值偏小,A错误,B正确;
CD.甲图中要想让电压表的误差小,即电流表分得的电压可以忽略不计,则待测电阻越大,误差越小;乙图中要想让电流表的误差小,即电压表分得的电流可以忽略不计,故测量小电阻时宜采用(乙)图,C正确;D错误。
答案:BC。
9.ACD
解析:A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法,A正确;
B.甲图中,电压表测量值准确,又由于电压表的分流作用,电流表测量值偏大,根据欧姆定律
电阻测量值偏小,即
乙图中,电流表测量值准确,又由于电流表的分压作用,电压表测量值偏大,根据欧姆定律
电阻测量值偏大,即
B错误;
C.甲图中,误差来源与电压表的分流作用,为了减小误差,应使,故此法测较小电阻好,C正确;
D.乙图中,误差来源与电流表的分压作用,故为了减小误差,应减小电流表的分压,故应使 ,适合测量大电阻,D正确。
答案:ACD。
10.BC
解析:用试触法判断电流表内外接方法是:哪个电表的变化大就用哪个表测真实值
电压表的变化为小于电流表的变化,所以用甲图误差小一些。所以甲图真实值略小于测量值,乙图真实图比测量值大一些。
AB.根据甲图,由欧姆定律可知,待测的电阻的阻值为
因为电流表内接,电流表的分压作用,电压表测量值偏大,电阻测量值偏大,所以待测电阻的值略小于1000Ω,故B正确,A错误;
CD.根据乙图,由欧姆定律可知,待测的电阻的阻值为
因为电流表外接,电压表的分流作用,电流表测量值偏大,电阻测量值偏小,所以待测电阻的值略比725Ω大一些,故C正确,D错误;
答案:BC。
11. B 小 大
解析:[1]所谓安培表外接法是指待测电阻先与电压表并联后再与电流表串联的接法,故B为外接法;
[2]使用外接法时,由于电压表分流而使电流测量值偏大,则由欧姆定律可知,电阻测量值偏小;
[3]当待测电阻的阻值相对电流表较大时,电流表的分压较小,则产生的误差较小,故内接法适合测大电阻;
12. 1.125 AE/EA
解析:(1)[1] 螺旋测微器的固定刻度读数为1mm,最小分度值为0.01mm,可动刻度读数为
12.5×0.01mm=0.125mm
所以最终读数为
d=1mm+12.5×0.01mm=1.125mm
(2)[2] 电路中的电流大约为
所以电流表选择A,电压表的量程为3V,电源6V,为便于调节且能够让电表读数较准确,为了方便调节,所以滑动变阻器选择E。
(3)[3] 根据电阻定律有
其中S0为阴影部分的截面积,则中空部分的截面积
则解得中空部分截面积的表达式为
13. 乙 1000 大 D 右
解析:(1)[1]根据题意,由两图测量的读数可知,电流表读数变化明显,说明电压表分流显著,应采用电流表内接法,即用乙图所示电路测该电阻的阻值误差较小。
[2]由欧姆定律可得,测量值为
[3]由电路图可知,电压表测量的是电阻和电流表的电压,电压的测量值偏大,则电阻的测量值偏大。
[4]由电路图可知,电流表与电阻串联,则电流表测量值等于流经的电流值,电压表测量的是电阻和电流表的电压,则电压表测量值大于两端的电压值。
答案:D。
(2)[5]由电路图可知,滑动变阻器采用的限流接法,接通电路之前,应调到阻值最大的一端,故调到最右端。
14. 0.650 4.240 b 2.9
解析:(1)[1]由电阻定律可知
又
联立可得
[2]螺旋测微器的精确值为,图甲所示螺旋测微器读数为
[3]20分度游标卡尺精确值为,由题图(b)可知合金丝长度为
(2)[4]根据
,
可知电流表电阻较大、分压明显,故接b位置时更加准确,即S2处于位置b,根据欧姆定律可得
15. 0.869/0.870/0.871 小于 B
解析:(1)[1]螺旋测微器的读数即电热丝的直径为
(3)[2]采用外接法时,电压的测量值为真实值,由于电压表的分流,电流的测量值大于流过电热丝的电流,根据欧姆定律可知电阻测量值小于真实值;
(4)[3]因为
所以电流表应采用外接法;待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测量多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,因此应选择图B所示电路图。
(5)[4]根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得
又
联立解得
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