2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章恒定電流實(shí)驗(yàn)專題9第41講測(cè)定金屬的電阻率同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器教學(xué)案新人教版

PAGE17-第41講測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)運(yùn)用螺旋測(cè)微器)基礎(chǔ)命題點(diǎn)課本原型試驗(yàn)一、試驗(yàn)原理由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝Req\f(S,l)。金屬絲的電阻R用伏安法或其他方法測(cè)量，金屬絲的長(zhǎng)度l用毫米刻度尺測(cè)量，金屬絲的橫截面積S可由其直徑d算出，即S＝πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2，直徑d可由螺旋測(cè)微器或游標(biāo)卡尺測(cè)出。二、試驗(yàn)器材毫米刻度尺、螺旋測(cè)微器(或游標(biāo)卡尺)、直流電流表和直流電壓表、滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～50Ω)、電池組、開(kāi)關(guān)、被測(cè)金屬絲、導(dǎo)線若干。三、試驗(yàn)步驟1．用螺旋測(cè)微器或游標(biāo)卡尺測(cè)金屬絲的直徑d，計(jì)算出金屬絲的橫截面積S。2．按圖甲或圖乙所示電路圖連接好用伏安法測(cè)電阻的試驗(yàn)電路(金屬絲電阻很小，電流表用外接法)，甲圖中把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到使接入電路中的電阻值最大的位置，乙圖中把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到使被測(cè)電阻兩端電壓為零的位置。3．將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直，用毫米刻度尺測(cè)量接入電路的金屬絲的有效長(zhǎng)度l。4．閉合開(kāi)關(guān)S，變更滑動(dòng)變阻器滑片的位置，測(cè)出多組電流表、電壓表的讀數(shù)。5．采納計(jì)算法或采納圖象法求電阻R。6．把測(cè)量數(shù)據(jù)代入電阻率公式ρ＝eq\f(πRd2,4l)，計(jì)算出金屬的電阻率。四、留意事項(xiàng)1．為了便利，測(cè)量直徑應(yīng)在金屬絲連入電路前進(jìn)行，為了精確測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度，測(cè)量應(yīng)當(dāng)在金屬絲連入電路之后在拉直的狀況下進(jìn)行，測(cè)量待測(cè)金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度。2．本試驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，故須采納電流表外接法。3．開(kāi)關(guān)S閉合前，甲圖中滑動(dòng)變阻器的阻值要調(diào)至最大，乙圖中滑動(dòng)變阻器的阻值要調(diào)為零。4．電流不宜太大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜太長(zhǎng)，以免金屬絲溫度上升，導(dǎo)致電阻率在試驗(yàn)過(guò)程中變大。5．試驗(yàn)連線時(shí)，甲圖中應(yīng)先從電源的正極動(dòng)身，依次將電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)金屬絲、電流表連入電路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬絲的兩端；乙圖中應(yīng)先將電源、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器連成限制電路，再將電流表和待測(cè)金屬絲連成測(cè)量電路，然后再把電壓表并聯(lián)在待測(cè)金屬絲的兩端。五、數(shù)據(jù)處理1．公式法求電阻：測(cè)量多組電流、電壓值，求出對(duì)應(yīng)的電阻后取平均值，不能先求出電流平均值和電壓平均值，再用它們的平均值求電阻。2．圖象法求電阻：作出U-I圖象，由圖象的斜率求出電阻值。在設(shè)定標(biāo)度時(shí)要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要讓各點(diǎn)盡量落在直線上，不能落在直線上的點(diǎn)勻稱分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)可以不予考慮。六、誤差分析1．金屬絲的直徑測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。2．采納伏安法測(cè)電阻時(shí)，電表的內(nèi)阻會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)誤差。3．在測(cè)量長(zhǎng)度、電流、電壓的過(guò)程中，測(cè)量工具讀數(shù)時(shí)會(huì)帶來(lái)偶然誤差。4．由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成誤差。在“測(cè)定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次的測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_______mm。(該值接近多次測(cè)量的平均值)(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx。試驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻約為1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流2A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采納如圖中的________(選填“甲”或“乙”)圖。(3)如圖是測(cè)量Rx的試驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P置于最左端。請(qǐng)依據(jù)(2)所選的電路圖，補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線，并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞。(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω。(保留兩位有效數(shù)字)(5)依據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為_(kāi)_______(填選項(xiàng)前的字母)。A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·m(6)任何試驗(yàn)測(cè)量都存在誤差。下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是________(填選項(xiàng)前的字母)。A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消退由電表引起的系統(tǒng)誤差D．用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差解析(1)由圖可知，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：0mm＋39.8×0.01mm＝0.398mm(0.396～0.399均正確)。(2)假如用限流接法，Rx兩端最小電壓為0.6V，而表中電壓最小為0.10V，所以滑動(dòng)變阻器采納的是分壓接法，故選甲圖。(3)實(shí)物圖連接如圖甲所示。(4)U-I圖線如圖乙所示。由所畫圖象知，第6組數(shù)據(jù)偏離圖線最遠(yuǎn)，應(yīng)舍去。由圖線得電阻Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(1,0.22)Ω＝4.5Ω(4.3～4.7Ω均正確)。(5)由R＝ρeq\f(L,S)得：ρ＝eq\f(SR,L)＝eq\f(π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))2R,L)，代入數(shù)據(jù)得：ρ≈1.12×10－6Ω·m，故選C。(6)由于原理、器材等不完善造成的誤差為系統(tǒng)誤差；由讀數(shù)等偶然因素造成的誤差為偶然誤差，故A、B錯(cuò)誤，C正確；為了減小偶然誤差，可采納多次測(cè)量求平均值或用圖象法處理數(shù)據(jù)，故D正確。答案(1)0.398(0.396～0.399均可)(2)甲(3)見(jiàn)解析圖甲(4)見(jiàn)解析圖乙4.5(4.3～4.7均可)(5)C(6)CD(1)可考慮通過(guò)選取合適的器材，設(shè)計(jì)合理的試驗(yàn)方案來(lái)減小系統(tǒng)誤差。(2)可考慮多次測(cè)量求平均值或用圖象法處理數(shù)據(jù)來(lái)減小偶然誤差。(2024·江蘇省七市高三第三次調(diào)研)為測(cè)定金屬絲的電阻率，供應(yīng)試驗(yàn)器材如下：A．待測(cè)金屬絲R(電阻約8Ω)B．電流表A(量程為0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω)C．電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ)D．滑動(dòng)變阻器R1(0～5Ω，2A)E．電源E(6V)F．開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑如圖所示，則金屬絲的直徑為_(kāi)_______mm。(2)某同學(xué)采納如圖所示電路進(jìn)行試驗(yàn)，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖中將實(shí)物電路圖連接完整。(3)測(cè)得金屬絲的直徑為d，變更金屬夾P的位置，測(cè)得多組金屬絲接入電路的長(zhǎng)度L及相應(yīng)電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I，作出eq\f(U,I)-L圖象，如圖所示。測(cè)得圖線斜率為k，則該金屬絲的電阻率ρ為_(kāi)_______。(4)關(guān)于電阻率的測(cè)量，下列說(shuō)法中正確的有________。A．開(kāi)關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器R1的滑片應(yīng)置于最左端B．試驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器R1的滑片位置確定后不行移動(dòng)C．待測(cè)金屬絲R長(zhǎng)時(shí)間通電，會(huì)導(dǎo)致電阻率測(cè)量結(jié)果偏小D．該試驗(yàn)方案中電流表A的內(nèi)阻對(duì)電阻率測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響答案(1)0.398(2)圖見(jiàn)解析(3)eq\f(πkd2,4)(4)AD解析(1)螺旋測(cè)微器固定部分刻度為0mm，可動(dòng)部分刻度為eq\f(0.5mm,50)×39.8＝0.398mm，所以金屬絲的直徑為0.398mm。(2)依據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如下：(3)設(shè)電流表內(nèi)阻為RA，依據(jù)歐姆定律可知待測(cè)電阻：R＝eq\f(U－IRA,I)，依據(jù)電阻的確定式：R＝ρeq\f(L,S)，截面積：S＝π(eq\f(d,2))2，聯(lián)立解得：eq\f(U,I)＝eq\f(4ρ,πd2)L＋RA，圖象斜率：k＝eq\f(4ρ,πd2)，所以電阻率ρ＝eq\f(πkd2,4)。(4)為了愛(ài)護(hù)電路，試驗(yàn)起先前應(yīng)使待測(cè)回路中電流最小，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最左端，A正確；試驗(yàn)要測(cè)量多組電壓、電流值，通過(guò)變更滑片位置，變更電壓表示數(shù)，滑動(dòng)變阻器滑片須要移動(dòng)，B錯(cuò)誤；待測(cè)金屬絲R長(zhǎng)時(shí)間通電，因?yàn)殡娏鳠嵝?yīng)存在，溫度上升，電阻率變大，C錯(cuò)誤；依據(jù)eq\f(U,I)＝eq\f(4ρ,πd2)L＋RA可知，電流表的內(nèi)阻存在不會(huì)變更圖象的斜率，對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果沒(méi)影響，D正確。實(shí)力命題點(diǎn)試驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新1．試驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新依據(jù)R＝ρeq\f(L,S)，試驗(yàn)不僅能測(cè)量電阻率，還可測(cè)量導(dǎo)線長(zhǎng)度、橫截面積、直徑等。2．試驗(yàn)原理創(chuàng)新測(cè)量電阻時(shí)還可應(yīng)用等效替代法、半偏法、多用電表、電橋法、雙電流表法、雙電壓表法等。參見(jiàn)第42講。3．試驗(yàn)器材創(chuàng)新(1)試驗(yàn)中若沒(méi)有螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑，可將電阻絲緊密地纏繞在圓柱形鉛筆上30～50匝，測(cè)總長(zhǎng)度，然后求出直徑。(2)本試驗(yàn)中還可以把電壓表、電流表更換為電壓、電流傳感器。(3)試驗(yàn)中須要電壓表或電流表而題目給出的量程不合適或沒(méi)有給出時(shí)時(shí)，可考慮用改裝后的電壓表或電流表。(2024·天津高考)現(xiàn)測(cè)定長(zhǎng)金屬絲的電阻率。(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑的結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)是________mm。(2)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路，盡量精確地測(cè)量一段金屬絲的電阻。這段金屬絲的電阻Rx約為100Ω，畫出試驗(yàn)電路圖，并標(biāo)明器材代號(hào)。電源E(電動(dòng)勢(shì)10V，內(nèi)阻約為10Ω)電流表A1(量程0～250mA，內(nèi)阻R1＝5Ω)電流表A2(量程0～300mA，內(nèi)阻約為5Ω)滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10Ω，額定電流2A)開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干(3)某同學(xué)設(shè)計(jì)方案正確，測(cè)量得到電流表A1的讀數(shù)為I1，電流表A2的讀數(shù)為I2，則這段金屬絲電阻的計(jì)算式Rx＝________。從設(shè)計(jì)原理看，其測(cè)量值與真實(shí)值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。解析(1)d＝20.0×0.01mm＝0.200mm。(2)本題要測(cè)量金屬絲的電阻，無(wú)電壓表，故用已知內(nèi)阻的電流表A1充當(dāng)電壓表，由于電流表A1的滿偏電壓UA1＝ImR1＝1.25V，比電源電動(dòng)勢(shì)小得多，故電路采納分壓式接法，電路圖如圖所示。(3)當(dāng)電流表A1、A2讀數(shù)分別為I1、I2時(shí)，通過(guò)Rx的電流為I＝I2－I1，Rx兩端電壓U＝I1·R1，故Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I1R1,I2－I1)；不考慮讀數(shù)誤差，從設(shè)計(jì)原理看，測(cè)量值等于真實(shí)值。答案(1)0.200(0.196～0.204均可)(2)圖見(jiàn)解析(3)eq\f(I1R1,I2－I1)相等測(cè)金屬電阻率的關(guān)鍵是測(cè)出金屬絲的電阻、長(zhǎng)度、直徑，測(cè)金屬絲的電阻除可應(yīng)用伏安法外，還可應(yīng)用其他多種方法來(lái)測(cè)量；金屬絲的直徑、長(zhǎng)度的測(cè)量也有多種方法，數(shù)據(jù)處理上也可應(yīng)用解析法、圖象法等不同的方法。(2024·太原第五中學(xué)12月段考)在電子線路制作中常用到覆銅板，覆銅板是將補(bǔ)強(qiáng)材料(加入橡膠中可以顯著提高其力學(xué)性能的材料)浸以樹(shù)脂，一面或兩面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料，稱為覆銅箔層壓板，它是做印制電路板的基本材料，常叫基材。小明同學(xué)是電子制作愛(ài)好者，他想應(yīng)用所學(xué)的物理學(xué)問(wèn)來(lái)測(cè)量覆銅板的導(dǎo)電銅膜厚度。于是他從資料上查得導(dǎo)電銅膜的電阻率ρ＝1.75×10－8Ω·m，并利用下列器材完成了這個(gè)試驗(yàn)：A．電源E(電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì))；B．取待測(cè)長(zhǎng)方形覆銅板一塊(一面覆銅箔)，將兩個(gè)粗銅條A、B平行壓置在覆銅板的兩端，與覆銅板接觸良好，用作電極，如此就制成了待測(cè)電阻Rx(阻值約為2Ω)；C．滑動(dòng)變阻器R1(總阻值約為10Ω)；D．定值電阻R2(電阻值R2＝6Ω)；E．毫米刻度尺和游標(biāo)卡尺；F．電壓表(量程為6V，內(nèi)阻很大)；G．電流表(量程為0.6A，內(nèi)阻約為5Ω)；H．開(kāi)關(guān)K，導(dǎo)線若干。(1)請(qǐng)?jiān)趫D甲的實(shí)物圖中完成實(shí)物連線，要求試驗(yàn)測(cè)量精度高。(2)小明在接通電路之前，先用游標(biāo)卡尺測(cè)得覆銅板寬度d如圖乙所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為_(kāi)_______mm。(3)小明用毫米刻度尺測(cè)兩電極A、B間的距離L＝1.0010m。(4)圖丙中的6個(gè)點(diǎn)表示試驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I、電壓U的值，請(qǐng)完成作圖。若所得圖線的斜率用k表示，則導(dǎo)電銅膜的電阻Rx＝________(用k及題中所給字母表示)，依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及I-U圖線求出導(dǎo)電銅膜的電阻Rx＝________Ω(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(5)計(jì)算導(dǎo)電銅膜厚度h的值為_(kāi)_______mm(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。答案(1)如圖1所示(2)8.02(4)如圖2所示eq\f(1,k)－R22.3(5)9.5×10－4(在9.4×10－4～9.6×10－4范圍內(nèi)均正確)解析(1)銅膜電阻很小，為愛(ài)護(hù)電路應(yīng)把定值電阻與待測(cè)電阻串聯(lián)，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于銅膜電阻，電流表采納外接法；為測(cè)多組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法，則實(shí)物圖如答案圖1所示。(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：0.8cm＋1×0.02mm＝8.02mm。(4)作出I-U圖象如答案圖2所示。因：Rx＋R2＝eq\f(U,I)＝eq\f(1,k)，則Rx＝eq\f(1,k)－R2；由圖線可知：k＝eq\f(0.48,4)＝eq\f(3,25)，解得：Rx≈2.3Ω。(5)依據(jù)Rx＝ρeq\f(L,S)＝eq\f(\a\vs4\al(ρL),dh)，解得：h＝eq\f(\a\vs4\al(ρL),dRx)＝eq\f(1.75×10－8×1.0010,8.02×10－3×2.3)m≈9.5×10－7m＝9.5×10－4mm。課時(shí)作業(yè)1．(2024·廣西柳州高三1月?？?在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的試驗(yàn)中(1)某試驗(yàn)小組所測(cè)量金屬絲直徑的示數(shù)如圖甲所示，則它的讀數(shù)是________mm。(2)已知試驗(yàn)所用金屬絲的電阻約為5Ω。為更精確地測(cè)量其阻值，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ。電源為干電池(不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下運(yùn)用)，電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，內(nèi)阻很小。為使電路達(dá)到最佳測(cè)量效果，圖乙中電壓表應(yīng)接到________(選填“A”或“B”)點(diǎn)，試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)關(guān)S1應(yīng)處于________(選填“閉合”或“斷開(kāi)”)狀態(tài)，若測(cè)得電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，金屬絲長(zhǎng)為l，直徑為D，則此金屬絲的電阻率ρ＝________。答案(1)0.998(0.997～1.000均可)(2)B斷開(kāi)eq\f(πUD2,4Il)解析(1)螺旋測(cè)微器讀數(shù)為0.5mm＋49.8×0.01mm＝0.998mm，結(jié)果在0.997～1.000mm均算正確。(2)由題意可知，金屬絲電阻屬于小電阻，應(yīng)運(yùn)用電流表外接法，測(cè)量才能較精確，故圖乙中的電壓表應(yīng)接到B端；本試驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的最大阻值是待測(cè)電阻阻值的2倍，滑動(dòng)變阻器運(yùn)用限流接法對(duì)調(diào)整電路電流較為便利，故試驗(yàn)時(shí)，開(kāi)關(guān)S1應(yīng)處于斷開(kāi)狀態(tài)；由R＝ρeq\f(l,S)可得：ρ＝Req\f(S,l)＝eq\f(πUD2,4Il)。2．(2024·廣東廣州二模)測(cè)定金屬絲的電阻率試驗(yàn)中。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑如圖a，其示數(shù)為_(kāi)_______mm。(2)試驗(yàn)電路如圖b，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖c的實(shí)物連線。(3)開(kāi)啟電源，閉合開(kāi)關(guān)，記錄aP的長(zhǎng)度L和電流表A的示數(shù)I；移動(dòng)線夾變更aP的長(zhǎng)度L，測(cè)得多組L和I的值，作出eq\f(1,I)-L的圖線，求得圖線斜率為k。(4)若穩(wěn)壓電源輸出電壓為U，金屬絲的橫截面積為S，則該金屬絲的電阻率ρ＝________(用k、U、S表示)。答案(1)0.360(2)圖見(jiàn)解析(4)kUS解析(1)金屬絲的直徑為：0．01mm×36.0＝0.360mm。(2)實(shí)物連線如圖：(4)由歐姆定律：U＝I(Rx＋R0)，而Rx＝ρeq\f(L,S)；聯(lián)立解得：eq\f(1,I)＝eq\f(ρ,US)L＋eq\f(R0,U)，則eq\f(ρ,US)＝k，解得ρ＝kUS。3．(2024·湖北孝感高三上學(xué)期期末八校聯(lián)考)某同學(xué)想用以下試驗(yàn)器材測(cè)量瘦長(zhǎng)而勻稱的金屬絲的電阻率，試驗(yàn)室供應(yīng)的器材如下：A．螺旋測(cè)微器B．刻度尺C．電壓表V1(量程為15V，內(nèi)阻r1約為15kΩ)D．電壓表V2(量程為5V，內(nèi)阻r2約為500Ω)E．電壓表V3(量程為3V，內(nèi)阻r3為60Ω)F．滑動(dòng)變阻器R(0～10Ω，額定電流2A)G．直流電源E(電動(dòng)勢(shì)12V，內(nèi)阻不計(jì))H．待測(cè)金屬絲Rx(阻值約為100Ω)I．開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)某次用螺旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑如圖1所示，金屬絲的直徑為_(kāi)_______cm。(2)多次測(cè)量得到金屬絲的直徑平均值為d，并用刻度尺測(cè)得金屬絲長(zhǎng)度的平均值為L(zhǎng)。(3)限制電路應(yīng)選擇________(填“限流式”或“分壓式”)，所給的電壓表中應(yīng)選擇________和________(選填“V1”“V2”或“V(4)在圖2方框中畫出最佳的試驗(yàn)電路圖并標(biāo)明所選試驗(yàn)器材。(5)試驗(yàn)還要測(cè)量的物理量有：________________________________________。(用文字和符號(hào)表示)答案(1)0.0618(±0.0001)(3)分壓式V1V3(4)圖見(jiàn)解析(5)兩個(gè)電壓表V1、V3的讀數(shù)U1、U3解析(1)金屬絲的直徑為0.5mm＋0.01mm×11.8＝0.618mm＝0.0618cm。(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值遠(yuǎn)小于Rx，則限制電路應(yīng)選擇分壓式；電源電動(dòng)勢(shì)為12V，則電壓表應(yīng)選擇V1；因無(wú)電流表，可用已知內(nèi)阻的電壓表V3代替。即所給的電壓表中應(yīng)選擇V1和V3。(4)V3內(nèi)阻已知，故當(dāng)成電流表內(nèi)接，電路如圖：(5)待測(cè)電阻的測(cè)量值Rx＝eq\f(U1－U3,\f(U3,r3))＝eq\f(U1－U3,U3)r3，則試驗(yàn)還要測(cè)量的物理量有：兩個(gè)電壓表V1、V3的讀數(shù)U1、U3。4．(2024·江蘇高考)某同學(xué)測(cè)量一段長(zhǎng)度已知的電阻絲的電阻率。試驗(yàn)操作如下：(1)螺旋測(cè)微器如圖1所示。在測(cè)量電阻絲的直徑時(shí)，先將電阻絲輕輕地夾在測(cè)砧與測(cè)微螺桿之間，再旋動(dòng)________(選填“A”“B”或“C”)，直到聽(tīng)到“喀喀”的聲音，以保證壓力適當(dāng)，同時(shí)防止螺旋測(cè)微器的損壞。(2)選擇電阻絲的________(選填“同一”或“不同”)位置進(jìn)行多次測(cè)量，取其平均值作為電阻絲的直徑。(3)圖2中Rx為待測(cè)電阻絲。請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將滑動(dòng)變阻器接入圖3實(shí)物電路中的正確位置。(4)為測(cè)量Rx，利用圖2所示的電路，調(diào)整滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電壓U1和電流I1的值，作出的U1-I1關(guān)系圖象如圖4所示。接著，將電壓表改接在a、b兩端，測(cè)得5組電壓U2和電流I2的值，數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0請(qǐng)依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出U2-I2圖象。(5)由此，可求得電阻絲的Rx＝________Ω。依據(jù)電阻定律可得到電阻絲的電阻率。答案(1)C(2)不同(3)見(jiàn)圖甲(4)見(jiàn)圖乙(5)23.5(23.0～24.0都算對(duì))解析(1)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕C。(2)電阻絲的粗細(xì)不肯定勻稱，為減小測(cè)量誤差，應(yīng)在不同位置測(cè)直徑，然后取平均值作為測(cè)量值。(3)滑動(dòng)變阻器采納分壓式接入電路，留意線不能交叉，如圖甲所示。(4)依據(jù)所給的5組數(shù)據(jù)在U-I圖象中描點(diǎn)，用過(guò)原點(diǎn)的直線把它們連在一起，讓盡可能多的點(diǎn)在直線上，如圖乙所示。(5)由題意知：eq\f(U1,I1)＝Rx＋RA＋R0，由U1-I1圖線的斜率可得eq\f(U1,I1)＝49.0Ω。eq\f(U2,I2)＝RA＋R0，由作出的U2-I2圖線的斜率可得eq\f(U2,I2)＝25.5Ω。故Rx＝(49.0－25.5)Ω＝23.5Ω。5．(2024·山東煙臺(tái)一模)某試驗(yàn)室中有一捆銅電線，試驗(yàn)小組的同學(xué)想應(yīng)用所學(xué)的電學(xué)學(xué)問(wèn)來(lái)測(cè)量這捆電線的長(zhǎng)度。他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來(lái)測(cè)量這捆電線的電阻Rx，圖中a、b之間連接這捆電線，V1和V2可視為志向電壓表，R為阻值范圍為0～999.9Ω的電阻箱，E為電源，R0為定值電阻，S為開(kāi)關(guān)。采納如下步驟完成試驗(yàn)：(1)先用螺旋測(cè)微器測(cè)量該銅電線的直徑d，如圖乙所示，則d＝________mm。(2)依據(jù)圖甲所示的試驗(yàn)原理線路圖，將實(shí)物電路連接好。(3)將電阻箱R調(diào)整到適當(dāng)?shù)淖柚?，閉合開(kāi)關(guān)S，登記此時(shí)電阻箱的阻值R、電壓表V1的示數(shù)U1、電壓表V2的示數(shù)U2，則這捆電線的阻值表達(dá)式為Rx＝________(用R、U1、U2表示)。(4)變更電阻箱的阻值R，登記多組R、U1、U2的示數(shù)，計(jì)算出每一組eq\f(U2,U1)的值，作出eq\f(U2,U1)-eq\f(1,R)圖象如圖丙所示，利用圖象可求得這捆電線的電阻Rx＝________Ω。(5)已知這捆電線銅材料的電阻率為ρ＝2.00×10－8Ω·m，則這捆銅電線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝________m(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。答案(1)1.200(3)(eq\f(U2,U1)－1)R(4)2.60(5)1.47×102解析(1)銅電線的直徑d＝1mm＋20.0×0.01mm＝1.200mm。(3)通過(guò)銅電線的電流為Ix＝IR＝eq\f(U1,R)，由歐姆定律可知這捆電線的阻值為Rx＝eq\f(U2－U1,Ix)＝(eq\f(U2,U1)－1)R。(4)整理(3)中電線電阻的表達(dá)式可得eq\f(U2,U1)＝Rxeq\f(1,R)＋1，由圖丙可得斜率k＝Rx＝eq\f(7.50－1.00,2.50)Ω＝2.60Ω。(5)由Rx＝ρ