2023版高三一輪總復習物理（新教材新高考）實驗針對訓練11測量金屬絲的電阻率

1、 實驗針對訓練(十一)1在“測定金屬的電阻率”的實驗中，某同學所測量的金屬導體的形狀如圖甲所示，其橫截面為空心的等邊三角形，外等邊三角形的邊長是內等邊三角形邊長的2倍，內三角形為中空。為了合理選用器材設計測量電路，他先用多用表的歐姆擋“1”按正確的操作步驟粗測其電阻，指針如圖乙所示，則讀數應記為_ 。甲乙現利用實驗室的下列器材，精確測量它的電阻R，以便進一步測出該材料的電阻率：A電源E(電動勢為3 V，內阻約為1 )B電流表A1(量程為00.6 A，內阻r1 約為1 )C電流表A2(量程為00.6 A，內阻r25 )D最大阻值為10 的滑動變阻器R0E開關S，導線若干(1)請在圖丙虛線框內補充

2、畫出完整、合理的測量電路圖。丙(2)先將R0調至最大，閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器R0，記下各電表讀數，再改變R0進行多次測量。在所測得的數據中選一組數據，用測量量和已知量來計算R時，若A1的示數為I1，A2的示數為I2，則該金屬導體的電阻R_。 (3)該同學用直尺測量導體的長度為L，用螺旋測微器測量了外三角形的邊長a。測邊長a時，螺旋測微器讀數如圖丁所示，則a_ mm。用已經測得的物理量I1、I2、L、a及題中所給物理量可得到該金屬材料電阻率的表達式為_。丁解析多用電表讀數為61 6 。(1)給出的器材中只有電流表，沒有電壓表，但其中一個電流表給出了其內阻，可將此電流表當電壓表使用，利用伏安法

3、測電阻，測量電路如圖所示。(2)由歐姆定律可知I2r2(I1I2)R，解得Req f(I2r2,I1I2)。(3)螺旋測微器讀數a5.5 mm0.01 mm16.55.665 mm；由幾何關系可得導體的橫截面積為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，則根據電阻定律Req f(L,S)，解得eq f(3r(3)a2I2r2,16LI1I2)。答案6(1)見解析圖(2)eq f(I2r2,I1I2) (3)5.665(5.6635.667均可)eq f(3r(3)a2I2r

4、2,16LI1I2)2市場上銷售的銅質電線電纜產品中，部分存在導體電阻不合格問題，質檢部門檢驗發(fā)現一個是銅材質量不合格，使用了再生銅或含雜質很多的銅；再一個就是銅材質量可能合格，但截面積較小。某興趣小組想應用所學的知識來檢測實驗室中一捆銅電線的電阻率是否合格。小組成員經查閱，純銅的電阻率為1.8108 m。現取橫截面積約為1 mm2、長度為100 m(真實長度)的銅電線，進行實驗測量其電阻率，實驗室現有的器材如下：A電源(電動勢約為5 V，內阻不計)；B待測長度為100 m的銅電線，橫截面積約1 mm2；C電壓表V1(量程為3 V，內阻約為0.5 k)；D電壓表V2(量程為5 V，內阻約為3

5、k)；E電阻箱R(阻值范圍0999.9 )；F定值電阻R01 ；G開關、導線若干。甲 乙丙(1)小組成員先用螺旋測微器測量該銅電線的直徑d，如圖甲所示，則d_ mm。(2)小組設計的測量電路如圖乙所示，則P是_，N是_，通過實驗作出的圖像如圖丙所示。(填器材名稱及對應符號)(3)這捆銅電線的電阻率_ m(結果保留三位有效數字)；你認為電阻率大的可能原因是_。(4)本實驗中銅電線的電阻率測量值比真實值將會_(選填“偏大”“不變”或“偏小”)，原因是_。解析(1)銅電線的直徑d1.0 mm12.50.01 mm1.125 mm。(2)P測量的電壓大于N測量的電壓，故P是電壓表V2，N是電壓表V1。

6、(3)分析電路可知通過銅電線的電流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)根據題圖丙可知斜率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故電阻率達不到要求，原因是銅電線使用的有可能是再生銅或含過多雜質的銅。(4)由于沒考慮電壓表V1的分流

7、，使測得的銅電線的電阻偏大，由Rxeq f(L,S)知，電阻率的測量值較真實值偏大。答案(1)1.125(1.1231.127均可) (2)電壓表V2電壓表V1(3)2.58108銅電線使用的可能是再生銅或含過多雜質的銅(其他合理答案也可)(4)偏大沒有考慮到電壓表V1的分流3同學們測量某電阻絲的電阻Rx，所用電流表的內阻與Rx相當，電壓表可視為理想電壓表。甲(1)若使用圖甲所示電路圖進行實驗，要使得Rx的測量值更接近真實值，電壓表的a端應連接到電路的_點(選填“b”或“c”)。(2)測得電阻絲的UI圖如圖乙所示，則Rx為_ (保留兩位有效數字)。乙(3)實驗中，隨電壓進一步增加，電阻絲逐漸進

8、入熾熱狀態(tài)。某同學發(fā)現對熾熱電阻絲吹氣，其阻值會變化。他們對此現象進行探究，在控制電阻絲兩端的電壓為10 V的條件下，得到電阻絲的電阻Rx隨風速v(用風速計測)的變化關系如圖丙所示。由圖可知當風速增加時，Rx會_(選填“增大”或“減小”)。在風速增加過程中，為保持電阻絲兩端電壓為10 V，需要將滑動變阻器RW的滑片向_端調節(jié)(選填“M”或“N”)。丙(4)為了通過電壓表的示數來顯示風速，同學們設計了如圖丁所示的電路。其中R為兩只阻值相同的電阻，Rx為兩根相同的電阻絲，一根置于氣流中，另一根不受氣流影響，V為待接入的理想電壓表。如果要求在測量中，風速從零開始增加，電壓表的示數也從零開始增加，則電

9、壓表“”端和“”端應分別連接到電路中的_點和_點(均選填“a”“b”“c”或“d”)。丁解析(1)電流表內阻和電阻絲阻值相當，電壓表為理想電表，當a端接到b點時，電流表的內阻對Rx兩端電壓的測量影響較大，故用外接法，即接在c點。(2)直接利用圖像斜率計算即可。(3)根據圖像，可知電阻隨著風速的增大而減小；風速增加時，Rx阻值變小，電路總電阻變小，干路電流變大，導致測量電路兩端的電壓變小，為保持電阻絲兩端的電壓為10 V，滑動變阻器的滑片應向M端調節(jié)。(4)由(3)知，電阻隨著風速的增大而減小，在串聯電路中分到的電壓也減小，觀察電路知中間支路的兩個電阻一直平分電壓，而左側支路無風時兩個電阻平分電壓，有風時