适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第9单元恒定电流实验练12测量金属丝的电阻率新人教版

试验练12测量金属丝的电阻率A组基础达标1.小李同学在探讨“导体电阻与其长度的关系”时,从试验室找到一根固定在刻度尺上的电阻丝(总阻值约为10Ω),如图甲所示。试验室有如下器材:A.干电池若干节B.电流表(0~0.6A、0~3.0A)C.电压表(0~3.0V、0~15V)D.滑动变阻器R1,最大阻值为100ΩE.滑动变阻器R2,最大阻值为10ΩF.开关一只、导线若干(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径时,某次的测量结果如图乙所示,其读数为mm。

(2)按图丙方式连接器材进行试验,选择的更加合理的滑动变阻器为(填器材前的选项字母),开关闭合前,滑动变阻器的滑片应滑至最(选填“左”或“右”)端。

(3)电压表负接线柱接电阻丝左端,正接线柱接鳄鱼夹,将鳄鱼夹夹在电阻丝上的不同位置,可以测量不同长度电阻丝对应的电压。某次测量时,电压表、电流表指针如图丁所示,此时电压U=V,电流I=A。

(4)依据测量的电压U、电流I可以计算出相应的电阻R,进而可以描绘出电阻R与长度L的关系图像(如图戊所示),已知电阻丝横截面积S=0.02mm2,则电阻丝的电阻率ρ=Ω·m(结果保留3位有效数字)。

戊2.某试验小组的同学在试验室找到了一段粗细匀整、电阻率较大的电阻丝,设计了如图甲所示的电路进行了试验探究,其中MN为电阻丝,其横截面积大小为4mm2,R0是阻值为0.50Ω的定值电阻。正确接线后,闭合开关S,调整滑片P,记录电压表示数U、电流表示数I以及对应的PN长度x,通过调整滑片P,记录多组U、I、x的值。(1)试验室供应0~0.6A、0~3A双量程电流表,在本试验中该同学选用0~0.6A量程。试验过程中,测得某次电流表的示数如图乙所示,则此时电流大小为A;

(2)依据试验数据绘出的U-I图像如图丙所示,由图丙可得电池的电动势E=V,内阻r=Ω(结果均保留两位有效数字);由于电表内阻的影响,通过图像法得到的电动势的测量值(选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值;

(3)依据试验数据可进一步绘出UI-x图像如图丁所示,依据图像可得电阻丝的电阻率ρ=Ω·m;图丁中所作图线不经过坐标原点的缘由是。B组综合提升3.(2024浙江宁波模拟)某小组测定一金属丝的电阻率,部分试验步骤如下:图1图2图3(1)用螺旋测微器测量该金属丝直径,示数如图1所示,则该金属丝的直径d=mm;

(2)因为在试验室找不到合适的电流表,该同学设计了如图2所示的电路,电源电动势E为4.5V,内阻r约为1Ω,定值电阻R0=15.0Ω;电压表量程为0~3V,内阻RV约为3kΩ,一根匀整电阻丝(电阻丝总阻值大于R0,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、电阻箱。主要试验步骤如下:A.将器材按如图2所示连接;B.开关闭合前为了电压表的平安,金属夹应夹在电阻丝的(选填“m”或“n”)端,并将电阻箱的阻值调到最小;

C.然后调整电阻箱的阻值使电压表的示数为U0=3.0V,登记电阻箱的阻值;之后不断变更电阻丝Rx接入电路的长度x,调整电阻箱的阻值,使电压表示数始终为U0=3.0V,记录下电阻丝Rx接入电路的长度x及对应电阻箱的阻值R,得出多组数据,作出R-x图线如图3所示,其中a、b为已知量;D.依据图像和测量的直径求得金属丝的电阻率ρ=(用a、b、d、π等字母表示),电压表内阻使得电阻率ρ测量结果(选填“不变”“偏大”或“偏小”)。

4.(2024浙江绍兴一模改编)某物理爱好小组在物理试验室测量一根粗细匀整的合金丝的电阻率,试验室里有一半径为10cm的量角器,但是缺少刻度尺。该小组首先取一段合金丝绕在该量角器上,并接入如图1所示的电路中,通过金属夹所夹位置变更合金丝接入电路的长度,接入电路的合金丝所对应的圆心角θ可以由量角器读出。试验时多次变更金属夹所夹位置,通过调整滑动变阻器的阻值,使每次电流表的读数I达到一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多组U、θ的值,作出U-θ图像如图2所示。图1图2图3(1)在试验起从前,滑动变阻器的滑片P应置于(选填“左端”或“右端”)。

(2)试验中电流表指针位置如图3所示,则读数I=A。

(3)在试验时,b端应与相连接。

A.d端B.e端C.g端 D.c端(4)已知合金丝的横截面积为4.0×10-8m2,则合金丝的电阻率为Ω·m(结果保留2位有效数字)。

参考答案试验练12测量金属丝的电阻率1.答案(1)0.540(2)E右(3)1.250.30(4)5.25×10-7解析(1)读数为0.5mm+4.0×0.01mm=0.540mm。(2)由于待测电阻阻值约为10Ω,而滑动变阻器接入电路的方式是限流式接法,滑动变阻器R1阻值太大,调整起来不便利,因此选R2;滑动变阻器不仅调整电压,还有疼惜电路的作用,因此在闭合开关前,将滑动变阻器的电阻调到最大值,以疼惜电压表、电流表,因此将滑片滑至最右端。(3)由题图丁可知电压表选用0~3V的量程,电流表选用0~0.6A的量程,因此电压表读数为1.25V,电流表读数为0.30A。(4)依据R=ρLS,图像斜率k=ρS,代入数据,可得电阻率ρ=5.25×10-72.答案(1)0.26(2)1.50.50小于(3)1.6×10-5电流表有内阻解析(1)由题图乙可知,电流表的示数为0.26A。(2)由题图丙可得电池的电动势E=1.5V由闭合电路欧姆定律可得U=-I(R0+r)+E由题图丙可得U-I图像斜率的确定值k=ΔUΔ则有R0+r=1.0Ωr=1.0Ω-0.50Ω=0.50Ω由于电压表的分流作用,使电流表的示数小于电池的输出电流,导致电源电动势的测量值小于其真实值。(3)由电阻定律R=ρlS可得U由UI-x图像可得ρS=2.解得ρ=4×10-6×4.0Ω·m=1.6×10-5Ω·m由题图丁可知,当x=0时,UI=0.3Ω3.答案(1)3.700(2)mπb解析(1)d=3.5mm+20.0×0.01mm=3.700mm。(2)电压表测量的是电阻丝与电阻箱串联总电阻的电压,总电阻越大分压越大,为了疼惜电压表,应当使串联总电阻最小,即金属夹应夹在电阻丝的m端,并将电阻箱的阻值调到最小。依据题意,试验中电压表的数值始终不变,依据闭合电路欧姆定律可知电路中电流大小不变,故电阻丝与电阻箱串联后的总电阻不变,即Rx+R为确定值,依据题图3有,当x=a,R=0;当x=0,R=b,可得Rxa=b,结合电阻定律有ρaπd24.答案(1)左端(2)0.40(3)B(4)5.7×10-7解析(1)滑动变阻器接受分压接法,须要使电压从0起先记录,所以试验起从前须要将滑动变阻器的滑片P置于左端;(2)电流表量程是0~0.6A,由题图3所示表盘可知,其分度值为0.02A,示数为0.40A;(3)由于合金丝的电阻比