2024届高考物理一轮复习重点突破训练 专题72实验：导体电阻率的测量

专题72实验：导体电阻率的测量 1．一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率，他截取了一段用米尺测出长度为L的电线，用螺旋测微器测量电线直径为D，它的刻度位置如图所示，用多用电表测其电阻发现阻值小于1 Ω。为提高测量的精度，他用图器材中的元件，设计了一个电路，重新测量这段导线（下图中用Rx表示）的电阻，实验时有下列器材供选择： 电源E：电动势为3.0 V，内阻不计 电压表V1：量程为0~3.0 V，内阻约为2 kΩ 电压表V2：量程为0~15.0 V，内阻约为6 kΩ 电流表A1：量程为0~0.6 A，内阻约为1 Ω 电流表A2：量程为0~3.0 A，内阻约为0.1 Ω 滑动变阻器R1：最大阻值5 Ω，额定电流2.0 A 滑动变阻器R2：最大阻值1 kΩ，额定电流1.0 A 开关S一个，导线若干 (1) 从图中读出螺旋测微器测得电线的直径D的读数如下图，则读数为 mm。 (2)实验时电压表选 ；电流表选 ；滑动变阻器选 （填元件符号）。 (3)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为ρ＝ （用L、D、U、I表示）。 2．在“测定金属的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。已知待测金属丝的电阻值约为5Ω。可供选择的器材有： 电源E：电动势3V，内阻约1Ω 开关一个，导线若干 电流表：量程0⁓0.6A，内阻约0.125Ω 电流表：量程0⁓3A，内阻约0.025Ω 电压表：量程0⁓3V，内阻约3kΩ 电压表：量程0⁓15V，内阻约15kΩ 滑动变阻器：最大阻值5Ω，允许最大电流2A 滑动变阻器：最大阻值1000Ω，允许最大电流0.6A （1）在上述器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的电压表是 ；若想尽量多测几组数据，应该选用的滑动变阻器是 （填写仪器的字母代号）。 （2）用所选的器材，一位同学画出了测量电路如图甲或图乙所示，电阻测量值由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙电路电阻的测量值分别记为和，则 （选填“”或“”）更接近待测电阻的真实值；该测量值 （选填“大于”、“等于”或“小于”）待测电阻的真实值。 （3）请根据你在（1）、（2）中的选择，在图中完成实验电路的连接。 （4）关于本实验的误差，下列说法正确的是 。 A．对金属丝的直径多次测量求平均值，可消除误差 B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C．利用电流I随电压U的变化图线求可减小偶然误差 3．在“测定金属丝的电阻率”实验中，某金属丝的阻值Rx约为5Ω，为精确测量其阻值，可供选择的器材如下： A．电源：电动势12V、内阻很小 B．电流表A1（量程0~0.6A，内阻r1约为1Ω） C．电流表A2（量程0~3A，内阻r2约为0.3Ω） D．电压表V（量程0~3V，内阻约为4kΩ） F．滑动变阻器R01（0~10Ω、额定电流2.0A） G．滑动变阻器R02（0~500Ω、额定电流0.5A） H．开关和若干根导线 （1）用千分尺测得金属丝直径d如题图甲所示，则d= mm； （2）为了测量的安全性与准确性，应选用的电流表 （填“B”或“C”）； （3）为了测量尽可能多的测量几组数据，滑动变阻器应选 （填“F”或“G”），应采用 （填“分压式”或“限流式”）； （4）请设计实验电路图，并按照电路图连接实物图进行实验 ； （5）某次实验中电流表读数如图丙所示，I= A，若实验中金属丝的长为L，直径为d，本实验若测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，则金属丝电阻率与真实值相比 （填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 4．某同学欲测一新型圆柱体的电阻率。 （1）用游标卡尺测量该圆柱体的长度如图甲所示， 则该圆柱体的长度为 cm。    （2）用螺旋测微器测量该圆柱体的直径如图乙所示， 则该圆柱体的直径为 mm。 （3）该同学用电流表（，内阻约为）， 电流表（，内阻约为），定值电阻，新型圆柱体电阻大约为， 滑动变阻器阻值约为， 电源电动势约为， 内阻很小， 他设计了如图丙和丁所示的电路测量新型圆柱体电阻。先连接为图丙所示电路， 闭合开关后， 调节滑动变阻器， 测得多组电流表、的示数和， 作出 图像（  为横轴）， 得到图像的斜率， 再用图丁电路进行实验，闭合开关后，测得多组电流表、 的示数 和，仍作 图像（ 为横轴）， 得到图像的斜率； 则被测电阻 。这样测量电阻的阻值 （填“存在”或“不存在”）因