2023版高三一轮总复习物理（新教材新高考）实验针对训练11测量金属丝的电阻率

1、 实验针对训练(十一)1在“测定金属的电阻率”的实验中，某同学所测量的金属导体的形状如图甲所示，其横截面为空心的等边三角形，外等边三角形的边长是内等边三角形边长的2倍，内三角形为中空。为了合理选用器材设计测量电路，他先用多用表的欧姆挡“1”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图乙所示，则读数应记为_ 。甲乙现利用实验室的下列器材，精确测量它的电阻R，以便进一步测出该材料的电阻率：A电源E(电动势为3 V，内阻约为1 )B电流表A1(量程为00.6 A，内阻r1 约为1 )C电流表A2(量程为00.6 A，内阻r25 )D最大阻值为10 的滑动变阻器R0E开关S，导线若干(1)请在图丙虚线框内补充

2、画出完整、合理的测量电路图。丙(2)先将R0调至最大，闭合开关S，调节滑动变阻器R0，记下各电表读数，再改变R0进行多次测量。在所测得的数据中选一组数据，用测量量和已知量来计算R时，若A1的示数为I1，A2的示数为I2，则该金属导体的电阻R_。 (3)该同学用直尺测量导体的长度为L，用螺旋测微器测量了外三角形的边长a。测边长a时，螺旋测微器读数如图丁所示，则a_ mm。用已经测得的物理量I1、I2、L、a及题中所给物理量可得到该金属材料电阻率的表达式为_。丁解析多用电表读数为61 6 。(1)给出的器材中只有电流表，没有电压表，但其中一个电流表给出了其内阻，可将此电流表当电压表使用，利用伏安法

3、测电阻，测量电路如图所示。(2)由欧姆定律可知I2r2(I1I2)R，解得Req f(I2r2,I1I2)。(3)螺旋测微器读数a5.5 mm0.01 mm16.55.665 mm；由几何关系可得导体的横截面积为Seq f(r(3),4)a2eq f(r(3),4)eq blc(rc)(avs4alco1(f(a,2)eq sup12(2)eq f(3r(3),16)a2，则根据电阻定律Req f(L,S)，解得eq f(3r(3)a2I2r2,16LI1I2)。答案6(1)见解析图(2)eq f(I2r2,I1I2) (3)5.665(5.6635.667均可)eq f(3r(3)a2I2r

4、2,16LI1I2)2市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现一个是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但截面积较小。某兴趣小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格。小组成员经查阅，纯铜的电阻率为1.8108 m。现取横截面积约为1 mm2、长度为100 m(真实长度)的铜电线，进行实验测量其电阻率，实验室现有的器材如下：A电源(电动势约为5 V，内阻不计)；B待测长度为100 m的铜电线，横截面积约1 mm2；C电压表V1(量程为3 V，内阻约为0.5 k)；D电压表V2(量程为5 V，内阻约为3

5、k)；E电阻箱R(阻值范围0999.9 )；F定值电阻R01 ；G开关、导线若干。甲 乙丙(1)小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图甲所示，则d_ mm。(2)小组设计的测量电路如图乙所示，则P是_，N是_，通过实验作出的图像如图丙所示。(填器材名称及对应符号)(3)这捆铜电线的电阻率_ m(结果保留三位有效数字)；你认为电阻率大的可能原因是_。(4)本实验中铜电线的电阻率测量值比真实值将会_(选填“偏大”“不变”或“偏小”)，原因是_。解析(1)铜电线的直径d1.0 mm12.50.01 mm1.125 mm。(2)P测量的电压大于N测量的电压，故P是电压表V2，N是电压表V1。

6、(3)分析电路可知通过铜电线的电流IxIReq f(U1,R)Rxeq f(U2U1,Ix)eq f(U2U1,U1)Req blc(rc)(avs4alco1(f(U2,U1)1)R整理得eq f(U2,U1)1Rxeq f(1,R)根据题图丙可知斜率kRxeq f(7.501.00,2.50) 2.60 Sr2eq blc(rc)(avs4alco1(f(d,2)eq sup12(2)0.994 mm2eq f(RxS,L)eq f(2.600.994106,100) m2.58108 m故电阻率达不到要求，原因是铜电线使用的有可能是再生铜或含过多杂质的铜。(4)由于没考虑电压表V1的分流

7、，使测得的铜电线的电阻偏大，由Rxeq f(L,S)知，电阻率的测量值较真实值偏大。答案(1)1.125(1.1231.127均可) (2)电压表V2电压表V1(3)2.58108铜电线使用的可能是再生铜或含过多杂质的铜(其他合理答案也可)(4)偏大没有考虑到电压表V1的分流3同学们测量某电阻丝的电阻Rx，所用电流表的内阻与Rx相当，电压表可视为理想电压表。甲(1)若使用图甲所示电路图进行实验，要使得Rx的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的_点(选填“b”或“c”)。(2)测得电阻丝的UI图如图乙所示，则Rx为_ (保留两位有效数字)。乙(3)实验中，随电压进一步增加，电阻丝逐渐进

8、入炽热状态。某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化。他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10 V的条件下，得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如图丙所示。由图可知当风速增加时，Rx会_(选填“增大”或“减小”)。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10 V，需要将滑动变阻器RW的滑片向_端调节(选填“M”或“N”)。丙(4)为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图丁所示的电路。其中R为两只阻值相同的电阻，Rx为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表。如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电

9、压表“”端和“”端应分别连接到电路中的_点和_点(均选填“a”“b”“c”或“d”)。丁解析(1)电流表内阻和电阻丝阻值相当，电压表为理想电表，当a端接到b点时，电流表的内阻对Rx两端电压的测量影响较大，故用外接法，即接在c点。(2)直接利用图像斜率计算即可。(3)根据图像，可知电阻随着风速的增大而减小；风速增加时，Rx阻值变小，电路总电阻变小，干路电流变大，导致测量电路两端的电压变小，为保持电阻丝两端的电压为10 V，滑动变阻器的滑片应向M端调节。(4)由(3)知，电阻随着风速的增大而减小，在串联电路中分到的电压也减小，观察电路知中间支路的两个电阻一直平分电压，而左侧支路无风时两个电阻平分电压，有风时