实验十二测量金属丝的电阻率

实验十二测量金属丝的电阻率1.某同学想测量某一金属丝的电阻Rx和电阻率ρ。(1)如图1所示，先用螺旋测微器测得金属丝直径为________mm，用游标卡尺测得其长度为________cm。图1(2)为了求出电阻率，需要测量金属丝的电阻，除所测金属丝Rx(阻值约为1.5Ω)外，还有如下器材：A.电源E：电动势为4V，内阻忽略不计B.电流表A1：量程0.6A，内阻RA1为1ΩC.电流表A2：量程3A，内阻RA1约为0.5ΩD.定值电阻R2：阻值0.5ΩE.定值电阻R3：阻值4ΩF.滑动变阻器R1：最大电阻为5ΩG.开关和若干导线回答下列问题：①若想通过将电流表改装成量程为3V的电压表来测量电压，则应选择电流表________(填“A1”或“A2”)，定值电阻________(填“R2”或“R3”)，并选择________(填“并联”或“串联”)连接方式。②用题中所给的器材进行电路设计来完成对待测电阻Rx的测量，要求尽可能测量多组数据，在虚线框中画出电路图并标注元件代号。③改变滑动变阻器滑片位置，测量多组数据，记录两电表示数I1与I2，并绘制如下I2－I1图。由该图可得待测金属丝电阻Rx＝________(结果保留2位小数)。图2④由上述过程和结果可得金属丝电阻率ρ＝________Ω·m(结果保留2位小数，注：π取3)。2.(2024·广东佛山高三统考)小南想测量实验室中某捆漆包金属丝的长度，实验器材包括捆装漆包金属丝(电阻约为5Ω)、电压表、电流表、滑动变阻器(最大阻值为15Ω)、干电池组(电动势3V，内阻较小)、导线若干。实验过程如下：图3(1)如图3甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d。先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动____________(填“A”“B”或“C”)，直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图乙所示，则d＝________mm。(2)该小组利用实验器材按图丙所示连接电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整。(3)利用该电路测出金属丝阻值为R后，该小组查得该种金属丝的电阻率为ρ，则金属丝的长度L＝________(用R、d、ρ表示)。3.(2023·全国乙卷，23)一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图4(a)是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：(1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。图4(2)将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2。由此得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝________(结果均用R0、U1、U2表示)。(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2Ω。(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00cm。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图(b)所示，该读数为d＝________mm。多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等。(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝________________×10－7Ω·m(保留2位有效数字)。4.(2024·河北秦皇岛模拟)为测量方槽中溶液的电阻率，某同学选用了如图5甲所示的实验器材。已知A、B分别为紧靠方槽两侧内壁金属铜板上的接线柱，铜板的电阻不计且宽度恰与方槽内壁等宽，方槽内溶液的长度为a，宽度为b，深度为c。其余器材及参数如下：溶液电阻(连A、B接线柱时，R液约为1Ω)电源(电动势E＝3V，内阻不计)滑动变阻器R(最大阻值为1Ω)定值电阻(R0＝4Ω)电压表V(量程为3V，RV＝3kΩ)电流表A(量程为0.6A，内阻RA约为0.1Ω)开关1个及导线若干(电阻不计)(1)为使测量结果尽量准确，请用笔画线代替导线，将图甲中的实验电路连接完整，要使图甲中滑动变阻器的滑片在开关闭合前恰处于正确的位置。(2)若该同学利用游标卡尺测量溶液的深度，他应使用图乙中的________(选填“位置1”“位置2”或“位置3”)进行测量；正确测量得到的游标尺位置如图丙所示，则溶液的深度c为________cm。图5(3)若电压表和电流表的示数分别用U和I表示，则该溶液电阻率的表达式ρ＝________(用题中所给物理量的符号表示)。5.(2023·1月浙江选考，16Ⅱ)在“测量金属丝的电阻率”实验中：(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图6所示，图中的导线a端应与________(选填“－”、“0.6”或“3”)接线柱连接，b端应与________(选填“－”、“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前，图中滑动变阻器滑片应置于________(选填“左”或“右”)端。图6(2)合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求电阻平均值；乙同学通过U－I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是________(选填“甲”或“乙”)。(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流Ig＝300μA的表头G改装成电流表。如图7所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L，重复上述步骤，获得多组