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高二物理上学期选修3-1试题:第二章+恒定电流+2.12

课后提升作业 1.一位同学在实验中分别用游标卡尺和螺旋测微器测量物体长度,得 到的结果如图所示,游标卡尺示数为________cm,螺旋测微器示数为 ________cm。 【解析】游标卡尺的主尺读数为 10 mm,游标尺上第 10 个刻度和主 尺上某一刻度对齐,游标尺读数为 0.05×10 mm=0.50 mm,所以最终 读数为主尺读数+游标尺读数=10 mm+0.50 mm=10.50 mm=1.050 cm; 螺旋测微器的固定刻度读数为 10 mm,可动刻度读数为 0.01×44.6 mm=0.446 mm,所以最终 读数为固定刻度读数+可动刻度读数=10 mm+0.446 mm=10.446 mm=1.044 6 cm。 答案:1.050 1.044 6(1.044 3~1.044 8) 2.某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为 3V、内阻约为 3kΩ 的电压表和量程为 0.6A、内阻约为 0.1Ω 的电流表。采用分压电路接 线,图甲是实物的部分连线图,待测电阻为图乙中的 R1,其阻值约为 5Ω 。 (1)测 R1 阻值的最优连接方式为导线①连接________(选填“a”或 “b”)、导线②连接________(选填“c”或“d”)。 (2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得 R1 的阻值为________ Ω。 U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (3)已知图乙中 R2 与 R1 是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导 体 , R2 的 边 长 是 R1 的 , 若 测 R2 的阻 值 ,则 最 优的连 线 应 选 ________(填选项)。 A.①连接 a,②连接 c B.①连接 a,②连接 d C.①连接 b,②连接 c D.①连接 b,②连接 d 【解析】(1)内阻约为 3kΩ的电压表大约是待测电阻的 600 倍,待测 电阻阻值约为 0.1Ω的电流表的 50 倍,通过比较可知待测电阻是小电 阻,所以采用外接法,导线①连接 a 点,题目要求采用分压电路接线, 导线②连接 d 点。 (2)根据给定的数据画出如图的 U-I 图象,通过图象得 R2= = Ω =4.5Ω (3)如图 R1 的沿电流方向的长度是 R2 长度的 10 倍,R1 的横截面积是 R2 横截面积的 10 倍,由电阻定律 R=ρ 可知导体 R1 和 R2 的电阻相 同,则最优的连线应选 B。 答案:(1)a d (2)4.5 (3)B 3.在“测定金属的电阻率”的实验中,被测金属丝的电阻大约为 6Ω , 先用刻度尺测出金属丝的长度 l 及金属丝直径 d,接着用伏安法测出 金属丝两端的电压 U 和通过金属丝的电流 I,计算出它的电阻,再根 据电阻公式计算出该金属材料的电阻率。 在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝外,还有如下供选 择的实验器材: 直流电源 E:电动势约 4.5 V,内阻很小; 电流表 A1:量程 0~0.6 A,内阻为 0.125Ω ; 电流表 A2:量程 0~3 A,内阻为 0.025Ω ; 电压表 V1:量程 0~3 V,内阻为 3 kΩ ; 电压表 V2:量程 0~15 V,内阻为 15 kΩ ; 滑动变阻器 R1:最大阻值 10Ω ,允许通过的最大电流为 0.2 A; 滑动变阻器 R2:最大阻值 20Ω ,允许通过的最大电流为 1.0 A; 开关、导线等。 要求有较高的测量精度,并能测得多组数据。 (1)在可供选择的器材中,应该选用的电流表是________,应选用的 电压表是________,应该选用的滑动变阻器是________。 (2)根据所选的器材,在如图所示虚线框中画出实验电路图。 (3)写出用测得的物理量表示的计算电阻率的表达式(用字母表示): ρ =__________。 【解析】(1)电源电动势约为 4.5 V,实验用的金属丝电阻约为 6Ω, 干路中的最大电流大约为 0.75 A,故电流表选 A1,电压表选 V1,滑 动变阻器 R1 的最大允许电流 0.2 A 太小,影响测量的范围,所以滑动 变阻器选 R2。 (2)待测电阻较小,电流表采用外接法,要求能测得多组数据, 故滑动变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示: (3)由 R= 及 R=ρ ,又 S=π = , 得 答案:(1)A1 V1 R2 (2)见解析图 (3) 4.(2018·潍坊高二检测)测量一个长约 5cm、电阻 R1 约为 30Ω 、横截 面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率,所用器材如下: 游标卡尺(20 分度);螺旋测微器;直流电源 E(电动势为 18V,内阻 可忽略不计);标准电流表 A1(量程 1.5A,内阻 r1=6Ω );电流表 A2(量 程 2A,内阻 r2 约为 5Ω );滑动变阻器 R2(最大阻值 10Ω );开关 S, 导线若干。 (1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,读数 L=________cm; 用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数 D=________mm。 (2)请根据给出的仪器设计测电阻的实验电路原理图,要求获得较多 的实验数据。 (3)若某次测量中两电流表 A1、A2 的读数分别为 I1、I2,则由已知量和 测量量计算电阻率的表达式为ρ =________。 【 解 析 】 (1) 游 标 卡 尺 为 20 分 度 , 则 长 度 的 读 数 L=(50+5 × 0.05)mm=50.25mm=5.025cm ; 由螺 旋 测 微 器 测 得 材 料 的 直 径 D=(2+15.0×0.01)mm=2.150mm。 (2)实验器材中没有电压表,但电流表 A1 的内阻已知,读出通过电流 表的电流可以得到其两端的电压,因此 A1 可当成电压表使用,与 R1 并联;流经 R1 的电流即为 A2 的读数减去 A1 的读数;为了获