第8章 实验8 测定金属的电阻率(教参)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

v　测定金属的电阻率 教材原型实验　 1．某学生用如图甲所示的电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有： 被测金属导线ab，电阻约10 Ω，允许流过的最大电流为0.8 A； 稳恒电源E，电源输出电压恒为E＝12 V； 电压表V，量程为3 V，内阻约5 kΩ； 保护电阻，R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，R3＝200 Ω； 刻度尺、螺旋测微器，开关S，导线若干等。 实验时的主要步骤如下： ①用刻度尺量出导线ab的长度l，用螺旋测微器测出导线的直径d。 ②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好。 ③闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U。 ④描点作出U­x图线求出金属导线的电阻率ρ。 甲　　　　乙　　　　　　丙 完成下列填空： (1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图乙所示，该金属导线的直径d＝________ mm。 (2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，保护电阻R应选________。 (3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U画出的U­x图线如图丙所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ＝________。(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示) [解析]　(1)根据螺旋测微器读数规则，该金属导线的直径d＝0.5 mm＋37.0×0.01 mm＝0.870 mm。 (2)根据题述可知电源输出电压恒为E＝12 V，电压表V的量程为3 V，保护电阻R应该分压9 V。由于被测金属导线ab的电阻约为10 Ω，所以保护电阻R应选R2＝30 Ω。 (3)被测金属导线横截面积S＝，aP段电阻Rx＝ρ＝。电压表的示数U＝IRx，电流I＝，又＝，联立得到U＝x。U­x 图线的斜率k＝，解得ρ＝。 [答案]　(1)0.870　(2)R2　(3) 2．(2023·四川内江六中高三模拟)某研究性学习小组用一段长为80 cm的特种金属丝做“测定金属的电阻率”实验。 (1)用多用电表“×10”挡粗测电阻丝的电阻，结果如图1所示，由此可知电阻丝电阻的测量值约为________Ω； (2)用螺旋测微器测量金属丝直径结果如图2所示，则金属丝直径的测量结果为________cm； 图1 图2 (3)用电路更精确地测量金属丝的电阻时，供选择的器材有： A．直流电源(电动势约为4.5 V，内阻很小) B．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ) C．电压表(量程0～15 V，内阻约15 kΩ) D．电流表(量程0～60 mA，内阻约0.125 Ω) E．电流表(量程0～3 A，内阻约0.025 Ω) F．滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，最大允许电流1 A) G．滑动变阻器(阻值范围0～500 Ω，最大允许电流2 A) H．开关，导线 要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________；(填字母代号) (4)根据选择器材，用画线代替导线，完成图3中实验电路图。 图3 [解析]　(1)欧姆表的读数为 6×10 Ω＝60 Ω。 (2)螺旋测微器的读数为0.5＋43.5×0.01 mm＝0.935 mm＝0.093 5 cm。 (3)通过电阻丝的电流小于0.075 A，电流表E量程过大，误差较大。故电流表可选择D。选择电压表时，由于电动势约为4.5 V，要使指针偏转尽量大一些，故电压表选择B。待测电阻60 Ω左右，为了便于调节，因此选择阻值范围0～15 Ω的滑动变阻器F即可。 (4)滑动变阻器采用分压接法能取得较大范围，因电阻丝阻值较大，而电流表内阻很小，电流表应采用内接法，其实物图如答案所示。 [答案]　(1)60　(2)0.093 5(0.093 3～0.093 6均可)　(3)D　B　F　(4)如图 3．(2022·广东卷)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： (1)装置安装和电路连接 如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。 (a) (b) (c) (2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数________(选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记