课时作业(三十) 实验、探究：决定导线电阻的因素

课时作业(三十)实验、探究：决定导线电阻的因素1．(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图a所示，

读数为________mm.

(2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图b所示，读数为________cm.

a

b

第1题图

2．在“测定金属的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地完成实验：

(1)除电源(电动势为4V，内阻很小)、电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)，待测电阻丝(约3Ω)、导线、开关外，电流表应选用____________，滑动变阻器应选用____________(选填下列器材的字母符号)．

电流表A1(量程600mA，内阻约1Ω)电流表A2(量程3A，内阻约0.02Ω)

滑动变阻器R1(总阻值10Ω)滑动变阻器R2(总阻值100Ω)

第2题图

(2)若用如图所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的____________点相连(选填“a”或“b”)．若某次测量中，金属丝的长度为l，直径为D，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量(D、l、U、I)写出电阻率ρ的计算式：ρ＝____________ .

3．某学习小组的同学欲测出一只有刻度无示数的电流表的内阻和满偏电流．

①他们先用欧姆表“×10”档粗测电流表内阻，指针稳定时如图所示，其示数为

____________Ω(保留两位有效数字)．

②接着他们利用下列器材进行测量．要求：测量精度尽可能高，电表读数变化范围尽可能大，滑动变阻器调节范围尽量大．

第3题图

待测电流表A1：量程1mA左右，共有N格．

电流表A2：量程10mA，内阻r2＝10 Ω；

电流表A3：量程10mA，内阻9 Ω左右；

滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω，额定电流2A；

定值电阻R2：阻值R2＝120 Ω；

电池组E：电动势约为5V，内阻约1Ω；

开关S一个，导线若干．

a．在答题卡对应位置的方框内画出你帮他们设计的电路图并标明所选器材的代码；

b．若A2、A3的示数分别为I2、I3、电流表A1偏转了N1格，则A1表的内阻为__________，满偏电流为__________．(结果用I2、I3、N1、N、r2表示)．

4．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4－5Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的试管中，管内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯、电源(3V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、电键、导线若干．

(1)为测量误差尽可能小，某同学设计了如下电路图，请根据电路图把实物图用连线代替导线连好．

第4题图

(2)简要写出完成接线后的主要实验步骤

a、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值．

b、__________________________________

c、重复a、b测出不同温度下的数据．

d、__________________________________

5．在“测定金属导体的电阻率”的实验中，待测金属导线的电阻R x约为5 Ω.实验室备有下列实验器材

A．电压表V1(量程3 V，内阻约为15 kΩ)

B．电压表V2(量程15 V，内阻约为75 kΩ)

C．电流表A1(量程3 A，内阻约为0.2 Ω)

D．电流表A2(量程600 mA，内阻约为1 Ω)

E．变阻器R1(0～100 Ω，0.3 A)

F．变阻器R2(0～2 000 Ω，0.1 A)

G．电池E(电动势为3 V，内阻约为0.3 Ω)

H．开关S，导线若干

(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有__________________．

(2)为减小实验误差，应选用下图中________(填“a”或“b”)为该实验的电路原理图，并按所选择的电路原理图把实物图乙用导线连接起来．

乙

丙

第5题图

(3)若用刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm，用螺旋测微器测得导线的直径为0.635 mm，

两电表的示数分别如图丙所示，则电阻值为________Ω，电阻率为________．

甲

6．有一根长陶瓷管，其表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜，管的两端有导电箍M和N，

如图甲所示．用多用表电阻档测得MN间的电阻膜的电阻约为1kΩ，陶瓷管的直径远大于电

阻膜的厚度．

第6题图

某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻厚度d的实验．

A．米尺(最小分度为mm)；

B．游标卡尺(游标为20分度)；

C．电流表A1(量程0～5mA，内阻约10Ω)；

D．电流表A2(量程0～100mA，内阻约0.6Ω)；

E．电压表V1(量程5V，内阻约5kΩ)；

F．电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)

G．滑动变阻器R1(阻值范围0～10Ω，额定电流1.5A)；

H．滑动变阻器R2(阻值范围0～100Ω，额定电流1A)；

I．电源E(电动势6V，内阻可不计)；

J．开关一个，导线若干．

(1)他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l＝10.00cm，用20分度游标卡尺测量该陶瓷管

的外径，其示数如图乙所示，该陶瓷管的外径D＝________cm.

(2)为了比较准确地测量电阻膜的电阻，且调节方便，实验中应选择电流表________，电压表________，滑动变阻器________．(填写器材前面的字母代号)

(3)画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图．

(4)若电压表的读数为U，电流表的读数为I，镀膜材料的电阻率为ρ，计算电阻膜厚度d的数学表达式为：d＝________(用已知量的符号表示)．

7．某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：

(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示．读得直径d＝__________mm.

(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：

电阻

R(Ω)121.050.023.910.0 3.1

导线直径d

(mm)0.8010.999 1.201 1.494 1.998

导线截面积S

(mm2)0.5040.784 1.133 1.753 3.135

第7题图

请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系．__________

(3)若导线的电阻率ρ＝5.1×10－7Ω·m，则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l＝______m(结果保留两位有效数字)．

.课时作业(三十) 实验、探究：决定导线电阻的因素 1.0.617mm 0.675mm 【解析】

(1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm ，固定刻度读数为0.5 mm ，可动刻度读数为11.7 mm ，结果为d ＝0.5 mm ＋11.7×0.01 mm ＝0.617 mm. (2)20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm.游标尺上第15格与主尺刻度对齐，主尺读数为6 mm.故结果d ＝6 mm ＋15×0.05 mm ＝0.675 cm

2.(1)A 1 R 1 (2)b πUD 24Il 【解析】 (1)电路中最大电流值为I m ＝4v 3Ω＝43

A ，刚达到电流表A 2的13

左右，故电流表应选用A 1；为了便于控制，滑动变阻器应选用R 1，(2)由于电阻丝的阻值较小，因此电流表应采用外接法，即电压表的左端应与电路中的b 点相连；由R

＝U I 和R ＝ρl S 得，ρ＝πUD 24Il

. 3.①70 ②a.电路见图 b.I 2r 2I 3－I 2

N （I 3－I 2）N 1 【解析】 ①根据欧姆表读数规则，示数为7×10Ω＝70Ω.②根据伏安法测电阻原理，把内阻已知的电流表A 2作为电压表使用，电路中串联电流表A 2，测量出干路电流，计算出电流表A 2中电流．由I 1r ＝(I 0－I 2)r ，解得

A 2表的内阻为r ＝I 2r 2I 3－I 2

由(I 2－I 0)/N 2＝I/N 解得满偏电流为I ＝N （I 3－I 2）N 1.

第3题图

第4题图

4.(1)实物图连线如图 (2)b.调节滑动变阻器，快速读出电压表及电流表的读数．d 、绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线 【解析】 读出温度值后，要调节滑动变阻器，快速读出电压表及电流表的读数．重复a 、b 测出不同温度下的数据．绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．

5.(1)ADEGH (2)b 实物连接如图所示

(3)2.4 1.27×10－6Ω·m

第5题图

【解析】 (1)略．(2)由于R x 阻值较小，应采用电流表外接法．(3)U ＝1.20V I ＝0.50A

所以R x ＝U I ＝2.4Ω 由R x ＝ρL π???

?d 22，得ρ＝1.27×10－6Ω·m. 6.(1)1.340cm (2)C E G (3)如图所示 (4)d ＝ρlI πDU

【解析】 (1)该陶瓷管的外径D ＝13mm ＋8×120

第6题图

mm ＝13.40mm ＝1.340cm.(2)电源电动势为6V ，电压表选择选项E ：流过电阻膜的最大电流约为6V/1k Ω＝6mA ，电流表选择选项C ，即“电流表A 1(量程0～5mA ，内阻约10Ω)”，因为另一电流表的量程太大，指针偏转太小，测量误差太大；两个滑动变阻器的最大阻值都远小于待测电阻膜的阻值，所以只能采用分压接法，而采用分压接法时要选择小阻值滑动变阻器，所以滑动变阻器选择选项G.(3)因为待测电阻膜的阻值太大，所以电流表要内接；滑动变阻器采用分压接法．实验电路图如图所示．

(4)根据R ＝U/I ，R ＝ρ1S ，S ＝πDd 可得，电阻膜厚度d ＝ρlI πDU

. 7.(1)1.200 (2)不满足，R 与S 2成反比 (3)19 【解析】 (2)猜测计算如下表 R(Ω)

121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 S(mm 2)

0.504 0.784 1.133 1.753 3.135 RS

60.98 39.20 27.08 17.53 9.77 RS 2 30.74 30.73 30.68 30.73 30.82

可见，R与S应满足RS2＝常量(或R与S2成反比)．(3) ρ＝5.1×10－7Ω·m R＝3.1ΩS＝3.135(mm)2

由电阻定律R＝ρl

S得l＝RS

ρ＝

3.1×3.135×10－6

5.1×10－7

m＝19.06m≈19m.