課時作業(yè) 三十一 實驗六：決定導線電阻的因素 (限時：45分鐘) (班級________　姓名________) 1．(多選)在“測定金屬的電阻率”的實驗中，下列說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．用伏安法測金屬絲的電阻時，可采用電流表內(nèi)接法 B．實驗中應調(diào)節(jié)滑動變阻器，取得多組U和I的值，然后求出電阻平均值 C．實驗中電流不得太大，以免電阻率發(fā)生變化 D．應選用毫米刻度尺測整根金屬絲的長度三次，然后求出長度平均值 2．超導是當今材料科學研究的重點，某大學超導實驗室研制成功了釔鋇銅氧(YBCO)超導線材，該線材在94 K時，將呈現(xiàn)超導特征，但常溫下，仍然為一般導體．實驗小組為了測量常溫下YBCO線材的電阻率： 圖1 　　　　圖2　　　　　　　　　　　　圖3 第2題圖 (1)如圖1，用多用電表×1 Ω擋粗測其電阻為6 Ω，用螺旋測微器測其直徑為________mm，游標卡尺測其長度是________mm. (2)實驗室還備有實驗器材如下： A．電壓表V1(量程3 V，內(nèi)阻約為15 kΩ) B．電壓表V2(量程15 V，內(nèi)阻約為75 kΩ) C．電流表A1(量程3 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω) D．電流表A2(量程600 mA，內(nèi)阻約為1 Ω) E．滑動變阻器R1(0～5 Ω，0.6 A) F．滑動變阻器R2(0～2000 Ω，0.1 A) G．輸出電壓為3 V的直流穩(wěn)壓電源E H．電阻箱 I．開關(guān)S，導線若干 如圖2，為了減小實驗誤差，需進一步測其電阻而采用伏安法，則上述器材中應選用的實驗器材有(填代號)________．請在圖3方框內(nèi)設(shè)計最合理的電路圖并實物連線．用該電路電阻的測量值______真實值(選填“大于”、“等于”或“小于”)．如果YBCO超導線材直徑為D，長度為L，所測電壓為U，電流為I，電阻率大小為(用字母表示)______． 3．某實驗小組要精確測定一個額定電壓為3 V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約為300 Ω，電學符號與小燈泡電學符號相同． 實驗室提供的器材有： A．電流表A1(量程為15 mA，內(nèi)阻 RA1約為10 Ω) B．電流表A2(量程為2 mA，內(nèi)阻RA2＝20 Ω) C．定值電阻R1＝10 Ω D．定值電阻R2＝1 980 Ω E．滑動變阻器R(0～20 Ω)一個 F．電壓表V(量程為15 V，內(nèi)阻RV約為3 kΩ) G．蓄電池E(電動勢為4 V，內(nèi)阻很小) H．開關(guān)S一個 (1)要完成實驗，除蓄電池、開關(guān)、滑動變阻器外，還需選擇的器材有________(填寫器材前的字母編號)． (2)畫出實驗電路圖． 第3題圖 (3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx＝______，說明式中題目未給出的各物理量的意義：______________________________________________________． 4．要測量某種合金的電阻率． (1)若合金絲長度為L，直徑為D，阻值為R，則其電阻率ρ＝______．用螺旋測微器測合金絲的直徑如圖甲所示，讀數(shù)為______mm. 甲 乙 丙 第4題圖 (2)圖乙是測量合金絲阻值的原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)．根據(jù)原理圖在圖丙中將實物連線補充完整． (3)閉合S1，當S2處于位置a時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1＝1.35 V，I1＝0.30 A；當S2處于位置b時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2＝0.92 V，I2＝0.32 A．根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)判斷，當S2處于位置____(選填“a”或“b”)時，測量相對準確，測量值Rx＝____Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 5．某同學通過實驗測定一個阻值約為5 Ω的電阻Rx的阻值． (1)現(xiàn)有電源(4 V，內(nèi)阻可不計)、滑動變阻器(0～50 Ω，額定電流2 A)、開關(guān)和導線若干，以及下列電表： A．電流表(0～3 A，內(nèi)阻約0.025 Ω) B．電流表(0～0.6 A，內(nèi)阻約0.125 Ω) C．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) D．電壓表(0～15 V，內(nèi)阻約15 kΩ) 為減小測量誤差，在實驗中，電流表應選用________，電壓表應選用________(選填器材前的字母)；實驗電路應采用圖中的________(選填“甲”或“乙”)． 　　　　　甲　　　　　　　　　乙 圖1 圖2 圖3 (2)圖2是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線．請根據(jù)在(1)問中所選的電路圖，補充完成圖中實物間的連線． (3)接通開關(guān)，改變滑動變阻器滑片P的位置，并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U.某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測量值Rx＝＝____Ω(保留兩位有效數(shù)字)． (4)若在(1)問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是 ________；若在(1)問中選用乙電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是________．(選填選項前的字母) A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值 B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值 C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值 D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值 (5)在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離x的增加，被測電阻Rx兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U­x關(guān)系的示意圖中正確的是________． 　　　A　　　　　　　　B　　　　　　　　　C 第5題圖 課時作業(yè)(三十一) 實驗六：決定導線電阻的因素1.BC　【解析】　金屬絲電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使電壓表和金屬絲并聯(lián)，電壓表的分流作用很小，應采用電流表外接法，故A錯誤；為減小實驗誤差，應進行多次測量求平均值，故B正確；金屬絲的電阻率隨溫度的改變而改變，為保持電阻率不變，應保持溫度不變，實驗中電流不得太大，故C正確；應測量出金屬絲連入電路的有效長度三次，求平均值，而不是測整根金屬絲長度，故D錯誤； 2．(1)2.095±0.001　36.2 　(2)A、D、E、G、I 電路圖如圖甲所示；實物圖如乙圖所示　小于　 　甲 乙 第2題圖 【解析】?、趯嶒炐枰狦電源，I開關(guān)與導線，電源電動勢為3 V，因此電壓表應選：A.電壓表V1(量程3 V，內(nèi)阻約為15 kΩ)；通過待測電阻的最大電流約為I＝＝＝0.5 A，則電流表應選：D.電流表A2(量程600 mA，內(nèi)阻約為1 Ω)；為保證電路安全方便實驗操作，滑動變阻器應選：E.滑動變阻器R1(0～5 Ω，0.6 A)；故需要的實驗器材是：A、D、E、G、I.為測多組實驗數(shù)據(jù)，滑動變阻器應采用分壓接法，＝6，＝＝2500，?，電流表應采用外接法，實驗電路圖如圖甲所示，根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖，如圖乙所示；電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，電流測量值偏大，由R＝可知，待測電阻測量值比真實值?。呻娮瓒煽芍琑＝ρ＝ρ＝ρ，因R＝，則電阻率ρ＝. 3．(1)ABD　(2)如圖所示 (3)　I1、I2分別為電流表A1、A2的讀數(shù) 【解析】　(1)要精確測定額定電壓為3 V的LED燈正常工作時的電阻，需測量LED燈兩端的電壓和通過LED燈的電流，由于電壓表V的量程偏大，測量誤差較大，不能用電壓表V測量LED燈兩端的電壓，可以將電流表A2與定值電阻R2串聯(lián)改裝為電壓表測量電壓；LED燈正常工作時的電流在10 mA左右，可以用電流表A1和改裝后的電壓表測量通過LED燈的電流． 第3題圖 (2)因為滑動變阻器阻值遠小于LED燈的電阻，所以滑動變阻器采用分壓式接法．電路圖如圖所示． (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律知，LED燈兩端的電壓U＝I2(R2＋RA2)，通過LED燈的電流I＝I1－I2，所以LED燈正常工作時的電阻Rx＝＝.I1、I2分別為電流表A1、A2的讀數(shù)． 4．(1)　0.650　(2)如圖所示 (3)b　2.9 第4題圖 5．(1)B　C　甲　(2)如圖所示 (3)5.2 (4)B　D　(5)A 【解析】　(1)因電源的電壓為4V，因此電壓表選擇3V量程；由于阻值約為5Ω的電阻Rx的，根據(jù)歐姆定律可知，電流的最大值為0.8A，從精確角來說，所以電流表選擇0.6A的量程；根據(jù)待測電阻的阻值與電壓表及電流表的阻值，可知，待測電阻的阻值偏小，因此選擇電流表外接法，故選擇甲圖． (2)根據(jù)電路圖來連接實物圖原則，注意電表的正負極，并分幾個回路來連接．如圖所示； 第5題圖 (3)根據(jù)讀數(shù)I＝0.50 A，U＝2.60 V，即電阻為5.2 Ω (4)甲圖誤差因為電流表測量電阻和電壓表總電流，乙圖誤差因為電壓表測量電流表和電阻的總電壓，因此答案分別為B、D (5)由于電流I＝＝，U＝IRx＝＝，通過數(shù)學函數(shù)y＝圖像可知答案為A.