2025屆高中物理（人教版）一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層精練四十七：測(cè)定金屬絲的電阻率（含解析）

課時(shí)分層精練(四十七)測(cè)定金屬絲的電阻率基礎(chǔ)落實(shí)練1.[2023·北京卷]采用圖1所示的電路圖來(lái)測(cè)量金屬絲Rx的電阻率．(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在____________(填“M”或“N”)端．(2)按照?qǐng)D1連接實(shí)物圖，如圖2所示．閉合開關(guān)前檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線接錯(cuò)，該導(dǎo)線為________(填“a”“b”或“c”).若閉合開關(guān)，該錯(cuò)誤連接會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題有________．2．某同學(xué)利用圖甲所示電路測(cè)量量程為2.5V的電壓表的內(nèi)阻(內(nèi)阻為數(shù)千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值50Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3V)，開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按電路原理圖甲連接線路；②將電阻箱阻值調(diào)節(jié)為0，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到與圖中最左端所對(duì)應(yīng)的位置，閉合開關(guān)S；③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表滿偏；④保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.00V，記下電阻箱的阻值．回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器________(填“R1”或“R2”).(2)根據(jù)圖甲所示電路將圖乙中實(shí)物圖連線．(3)實(shí)驗(yàn)步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0Ω，若認(rèn)為調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓不變，計(jì)算可得電壓表的內(nèi)阻為________Ω.(4)如果此電壓表是由一個(gè)表頭和電阻串聯(lián)構(gòu)成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標(biāo)號(hào)).A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA3．[2023·全國(guó)乙卷]一學(xué)生小組測(cè)量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率．現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：螺旋測(cè)微器、米尺、電源E、電壓表(內(nèi)阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動(dòng)變阻器R、待測(cè)金屬絲、單刀雙擲開關(guān)K、開關(guān)S、導(dǎo)線若干．圖(a)是學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路原理圖．完成下列填空：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻調(diào)至最大，閉合S(2)將K與1端相連，適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R接入電路的電阻，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U1，然后將K與2端相連，此時(shí)電壓表讀數(shù)記為U2.由此得到流過(guò)待測(cè)金屬絲的電流I＝________，金屬絲的電阻r＝________．(結(jié)果均用R0、U1、U2表示)(3)繼續(xù)微調(diào)R，重復(fù)(2)的測(cè)量過(guò)程，得到多組測(cè)量數(shù)據(jù)，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù)，得到金屬絲的電阻r＝14.2Ω.(5)用米尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度L＝50.00cm.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲不同位置的直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖(b)所示，該讀數(shù)為d＝________mm.多次測(cè)量后，得到直徑的平均值恰與d相等．(6)由以上數(shù)據(jù)可得，待測(cè)金屬絲所用材料的電阻率ρ＝________×10－7Ω·m.(保留2位有效數(shù)字)4．[2022·浙江6月](1)探究滑動(dòng)變阻器的分壓特性，采用圖1所示的電路，探究滑片P從A移到B的過(guò)程中，負(fù)載電阻R兩端的電壓變化．①圖2為實(shí)驗(yàn)器材部分連線圖，還需要________(選填af、bf、fd、fc、ce或cg)連線(多選).②圖3所示電壓表的示數(shù)為________V.③已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值R0＝10Ω，額定電流I＝1.0A．選擇負(fù)載電阻R＝10Ω，以R兩端電壓U為縱軸，eq\f(x,L)為橫軸(x為AP的長(zhǎng)度，L為AB的長(zhǎng)度)，得到U-eq\f(x,L)分壓特性曲線為圖4中的“Ⅰ”；當(dāng)R＝100Ω，分壓特性曲線對(duì)應(yīng)圖4中的________(選填“Ⅱ”或“Ⅲ”)；則滑動(dòng)變阻器最大阻值的選擇依據(jù)是________．(2)兩個(gè)相同的電流表G1和G2如圖5所示連接，晃動(dòng)G1表，當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，靜止的G2表的指針也向左偏轉(zhuǎn)，原因是________(多選).A．兩表都是“發(fā)電機(jī)”B．G1表是“發(fā)電機(jī)”，G2表是“電動(dòng)機(jī)”C．G1表和G2表之間存在互感現(xiàn)象D．G1表產(chǎn)生的電流流入G2表，產(chǎn)生的安培力使G2表指針偏轉(zhuǎn)素養(yǎng)提升練5．[2023·江蘇卷]小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響．所用器材有：干電池(電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻不計(jì))2節(jié)；兩量程電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ)1個(gè)；滑動(dòng)變阻器(最大阻值50Ω)1個(gè)；定值電阻(阻值50Ω)21個(gè)；開關(guān)1個(gè)及導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示．(1)電壓表量程應(yīng)選用______(選填“3V”或“15V”).(2)圖2為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路(右側(cè)未拍全).先將滑動(dòng)變阻器的滑片置于如圖所示的位置，然后用導(dǎo)線將電池盒上接線柱A與滑動(dòng)變阻器的接線柱________(選填“B”“C”或“D”)連接，再閉合開關(guān)，開始實(shí)驗(yàn)．(3)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到合適位置后保持不變，依次測(cè)量電路中O與1，2，…，21之間的電壓．某次測(cè)量時(shí)，電壓表指針位置如圖3所示，其示數(shù)為________V．根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出電壓U與被測(cè)電阻值R的關(guān)系圖線，如圖4中實(shí)線所示．(4)在圖1所示的電路中，若電源電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表視為理想電壓表，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R1，定值電阻的總阻值為R2，當(dāng)被測(cè)電阻為R時(shí)，其兩端的電壓U＝________(用E、R1、R2、R表示)，據(jù)此作出U-R理論圖線如圖4中虛線所示．小明發(fā)現(xiàn)被測(cè)電阻較小或較大時(shí)，電壓的實(shí)測(cè)值與理論值相差較?。?5)分析可知，當(dāng)R較小時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，是因?yàn)殡妷罕淼姆至餍。妷罕韮?nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較?。∶髡J(rèn)為，當(dāng)R較大時(shí)，U的實(shí)測(cè)值與理論值相差較小，也是因?yàn)橄嗤脑颍闶欠裢馑挠^點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________.1．解析：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)S前，為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)處在最大阻值處，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處在M端．（2）滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，滑動(dòng)變阻器下端兩接線柱與電源相連，故b導(dǎo)線接錯(cuò)；該錯(cuò)誤帶來(lái)的問(wèn)題是移動(dòng)滑片的過(guò)程中電壓表和電流表的示數(shù)不變．答案：（1）M（2）b移動(dòng)滑片時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)不變2．解析：（1）本實(shí)驗(yàn)為測(cè)電壓表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)變化不大，則接入電阻箱后電路的總電阻變化不大，故需要滑動(dòng)變阻器的最大阻值較小，故選R1可減小實(shí)驗(yàn)誤差．（2）滑動(dòng)變阻器為分壓式接法，實(shí)物圖連線如圖所示．（3）電壓表和電阻箱串聯(lián)，兩端電壓分別為2.00V和0.50V，則RV＝4R＝2520Ω.（4）表頭的滿偏電流Ig＝eq\f(U,RV)＝eq\f(2.5,2520)A≈1mA，故選項(xiàng)D正確．答案：（1）R1（2）見解析圖（3）2520（4）D3．解析：（2）根據(jù)題意可知，R0兩端的電壓為U＝U2－U1則流過(guò)R0即流過(guò)待測(cè)金屬絲的電流I＝eq\f(U,R0)＝eq\f(U2－U1,R0)金屬絲的電阻r＝eq\f(U1,I)聯(lián)立可得r＝eq\f(U1R0,U2－U1)（5）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為d＝15.0×0.01mm＝0.150mm（6）根據(jù)電阻定律r＝ρeq\f(L,S)又S＝π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得ρ＝5.0×10－7Ω·m答案：（2）eq\f(U2－U1,R0)eq\f(U1R0,U2－U1)（5）0.150（6）5.04．解析：（1）①由電路圖可知，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻箱兩端，又由圖2可知電源是兩節(jié)干電池，因此電壓表的量程應(yīng)選擇3V，即連接af；由于滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，因此滑動(dòng)變阻器的接線柱c與開關(guān)的接線柱e相連，即連接ce；電阻箱的接線柱f應(yīng)連接在滑動(dòng)變阻器上側(cè)的一個(gè)接線柱上，即連接df；②由圖3可知電壓表的讀數(shù)為1.50V；③在x相同的條件下，電阻箱的阻值越大，電阻箱與滑動(dòng)變阻器AP部分并聯(lián)的電阻值越接近AP部分的真實(shí)阻值，電壓表的示數(shù)越大，因此當(dāng)R＝100Ω時(shí)，分壓特性曲線對(duì)應(yīng)圖4中的Ⅱ，由以上分析可知滑動(dòng)變阻器的最大阻值越小，圖線越接近直線，因此選擇的依據(jù)為R0<R.（2）晃動(dòng)G1表，當(dāng)指針向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，靜止的G2表的指針也向左偏轉(zhuǎn)，其原因是G1表中的線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，則G2表中線圈存在電流，線圈受安培力的作用，使得G2表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此G1表是“發(fā)電機(jī)”，G2表是“電動(dòng)機(jī)”，B、D正確，A、C錯(cuò)誤．答案：（1）①af、fd、ce②1.50±0.02③ⅡR0<R（2）BD5．解析：（1）所用電源為兩節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)為3V，則所用電表量程為3V；（2）閉合開關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)該調(diào)到最大，則由圖可知，電池盒上的接線柱A應(yīng)該與滑動(dòng)變阻器的接線柱D連接；（3）電壓表最小刻度為0.1V，則讀數(shù)為1.50V；（4）由閉合電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,R1＋R2)當(dāng)被測(cè)電阻阻值為R時(shí)電壓表讀數(shù)U＝IR＝eq\f(ER,R1＋R2)（5）不同意；當(dāng)R較大時(shí)，則電壓表內(nèi)阻不能忽略，則電路中的電流I＝eq\f(E,R1＋（R2－R）＋\f(RRV,R＋RV))則電壓表讀數(shù)為U＝eq\f(E,R1＋（R2－R）＋\f(RRV,R＋RV))·eq\f(RRV,R＋RV)＝eq\f(E,\f(（R1＋R2－