2024届高考物理一轮复习专题练习：9.4实验 测量金属的电阻率

9.4实验：测量金属的电阻率专题练习 1.某同学为测量一段金属丝的电阻率，完成了以下步骤的操作： (1)用螺旋测微器和刻度尺测出了待测金属丝的直径和长度，如图甲所示；则直径d＝______ mm，长度为l＝________ cm. (2)为测出金属丝的电阻，他选用多用电表测该金属丝阻值，当他选择倍率为×1的欧姆挡测量时，得到的结果如图乙所示，读出R＝________ Ω. (3)通过(1)(2)的测量，可以用公式ρ＝________(用步骤(1)(2)中的字母表示)计算出该金属丝的电阻率． (4)为了检验上述的结果是否准确，该同学选择用伏安法再测一次电阻R，实验所用器材为： 电池组(电动势3 V，内阻为1 Ω) 电流表(内阻约5 Ω) 电压表(内阻约3 kΩ) 滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流2 A) 开关、导线若干； 则以下电路中最合适的是________． (5)该同学根据步骤(4)的电路图采用多次测量求平均值的方法完成实验，分析该实验的系统误差，电阻的测量值________真实值(填“大于”“等于”或“小于”)． 2．小张同学打算测量某种由合金材料制成的金属丝的电阻率ρ。待测金属丝的横截面为圆形。实验器材有毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表（内阻几千欧）、电流表（内阻几欧）、滑动变阻器、电源、开关、待测金属丝及导线若干。 （1）用毫米刻度尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图甲和图乙所示。由图可知其长度L=___________cm，直径D=___________mm； （2）该同学计划用U-I图像法求出金属丝电阻的阻值，实验获取数据时要求电压从0开始变化。请将图丙所示实物电路图中所缺部分导线补全； （3）图丁是实验中根据测得的6组电流I、电压U的值描的点，由图求出的电阻R=___________Ω（保留3位有效数字）； （4）待测金属丝的电阻率的表达式为ρ=___________（用字母R、D、L表示）。 3．某同学在物理课后自行尝试实验，他首先将电池、开关、灯泡用导线连接成一个简单电路，之后利用如图甲所示的器材设计元件连入电路，使其能改变灯泡的亮度。器材有：①大晾衣夹；②小晾衣夹；③镍铬合金丝（直径为，长度为）；④钥匙；⑤筷子；⑥两端各固定一枚小钉子的纸筒（直径约为4cm，长度约为25cm）。另外备有绝缘漆、小刀。 实验步骤如下： ①先将合金丝上涂上绝缘漆，再把合金丝的一端固定在一枚钉子上，然后将合金丝绕在纸筒上，最后将合金丝的另一端固定在纸筒另一端的钉子上，如图乙所示。用大晾衣夹将纸筒固定在桌面上。 ②将钥匙穿在筷子上，钥匙的一端与合金丝接触（接触处绝缘漆已刮掉），利用小晾衣夹将筷子固定在纸筒上边。 ③将上述元件串联接入电路，导线固定在筷子的一个端点和一枚钉子上，当钥匙沿筷子移动时，合金丝接入电路的阻值发生变化，实现变阻的功能，则灯泡的亮度发生变化。 回答下列问题： （1）实验中必须为金属材质的是________。 A．大晾衣夹       B．小晾衣夹     C．钥匙      D．筷子 （2）若实验过程中将一根导线与筷子右端连接，另一根导线与纸筒上左端的钉子连接，则向________（填“左”或“右”）移动匙，灯泡将变亮。 （3）若在移动钥匙的过程中发现灯泡时亮时灭，则为了实现灯泡亮度变化连续且持续发光，绕合金丝时应________。 （4）绕线调整后，移动钥匙，灯泡亮度变化连续且持续发光，若换用更细的镍铬合金丝（直径为1mm，长度为1.5m），用同样的方法绕在纸筒上，则移动钥匙时，灯泡的亮度________（填“变化明显”或“变化不明显”）。 4.某同学想要测定一个定值电阻R的阻值（左右），实验室提供的实验器材如下： 电流表（量程为，内阻） 电流表（量程为，内阻） 电压表（量程，内阻） 电压表（量程，内阻） 滑动变阻器（最大允许通过电流，最大阻值） 滑动变阻器（最大允许通过电流，最大阻值） 待测定值电阻 电源（电动势约，内阻较小但不可忽略），单刀开关，导线若干 回答下列问题： （1）请选择合适的器材进行电路设计来完成对待测电阻的测量，要求尽可能测量多组数据，电表能有较大的偏转，实验中滑动变阻器应选用_______（填“”或“”），并采用_______（填“限流”或“分压”）接法。请在虚线框中画出的完整实验电路原理图。 （2）根据设计的实验电路可求得_______（可用中的部分符号表示）。 5．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率，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。 （2）导电绳电阻率的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间