课后跟踪训练(51) 测量金属丝的电阻率（Word练习）-【优化指导】2025年高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教多选版）

课后跟踪训练(51)　测量金属丝的电阻率 基础巩固练 1．在“测定金属的电阻率”的实验中， (1)小明同学建立的UI坐标系如图所示，图中已标出了与测量数据对应的六个坐标点，请你在图中描绘出UI图线。并由图线数据计算出金属丝的电阻为________Ω(保留2位有效数字)。 (2)如果只用图中已标出的两个坐标点对应的数据计算该金属丝的电阻，选用哪两个坐标点对应的数据计算金属丝电阻的误差最大？(在图中用小圆圈把这两个坐标点圈出来即可)请简要说明你判断的理由： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)见解析图　4.7(4.5～5.0)　(2)见解析图　理由见解析 解析：(1)描绘出U-I图线如图所示 根据图像中的数据可得，金属丝的电阻为 R＝＝ Ω≈4.7 Ω。 (2)选用如图所示的两个坐标点对应的数据计算金属丝电阻的误差最大。 用两个坐标点对应的数据计算该金属丝的电阻，计算结果等于两个坐标点连线的斜率；六个坐标点中，图示两个坐标点连线的斜率与U－I图像的斜率差距最大，计算出电阻的误差也就最大。 2．在“测量金属丝的电阻率”的实验中： (1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径d时，螺旋测微器的示数如图甲所示，则该合金丝直径的测量值d＝________mm。 (2)如果测出合金丝的电阻为r，直径为d，长度为l，则该合金电阻率的表达式为ρ＝________________(用上述字母及通用数学符号表示)。 (3)实验时因电压表的量程不合适，而使用了量程为15 mA的电流表G和电阻箱改装而成的电压表。请按图乙所示的电路图在图丙中完成实物连线(注意：图中已经有的连线不能改动，电流表G量程用15 mA)。 答案：(1)0.770　(2)　(3)如图所示 解析：(1)该合金丝直径的测量值d＝0.5 mm＋27.0×0.01 mm＝0.770 mm。 (2)根据电阻定律R＝ρ可得ρ＝＝＝。 综合提升练 3．(2023·辽宁卷)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图(a)所示的电路图，实验步骤如下： a．测得样品截面的边长a＝0.20 cm； b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动； c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L； d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I＝0.40 A，读出相应的电压表示数U，断开开关S； e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U-L图像如图(b)所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： (1)L是丙到________(填“甲”“乙”或“丁”)的距离； (2)写出电阻率的表达式ρ＝________(用k、a、I表示)； (3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ＝________Ω·m(保留2位有效数字)。 答案：(1)乙　(2)　(3)6.5 × 10－5 解析：(1)由图(a)可知，电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。 (2)根据电阻定律有R＝ρ，再根据欧姆定律有R＝，联立有U＝L，则ρ＝。 (3)根据图像可知k＝6.5 V/m，则根据(2)代入数据有ρ＝6.5×10－5 Ω·m。 4．(2022·湖北卷)某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。 (1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为________mm。再用游标卡尺测得其长度L。 (2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6 A、内阻为1.0 Ω，定值电阻R0的阻值为20.0 Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。 R/Ω 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 I/A 0.414 0.352 0.308 0.272 0.244 0.222 /A－1 2.42 2.84 3.25 3.68 4.10 4.50 根据表中数据，在图丙中绘制出R图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400 A。根据图丙中的图像可得Rx＝________Ω(保留2位有效数字)。最后可由表达式ρ＝________得到该材料的电阻率(用D、L、Rx表示)。 (3)该小组根据图乙的电路和图丙的R图像，还可以求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(均保留2位有效数字) (4)持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 答案：(1)3.700　(2)6.0　　(3)12　3.0 (4)偏大 解析：(1)用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为3.5 mm＋0.01 mm×20.0＝3.700 mm。 (2)(3)当将S2置于位置1，闭合S1时有E＝I(RA＋R0＋r＋R)，即＝R＋，由图像可知＝，解得E＝12 V，＝2，解得r＝3.0 Ω，再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400 A，则E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)，解得Rx＝6.0 Ω，根据Rx＝ρ＝ρ，解得ρ＝。 (4)根据表达式E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)，因电源电动势变小，内阻变大，则当电流表有相同读数时，得到的Rx的值偏小，即Rx的测量值偏大。 5．(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 如图甲所示，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的导线接入如图乙所示的电路中。 (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________(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，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 (3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值________(填“有”或“无”)影响。 (4)图丙是根据部分实验数据描绘的RxL图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 答案：(2)变小　　(3)无　(4)51.80 解析：(2)闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2－I1，因此导电绳的电阻Rx＝。 (3)在闭合S2之前，电流表I1的示数为通过定值电阻的电流和通过电压表的电流之和，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。 (4)由题图丙可知，导电绳拉伸后的长度为51.80 cm。 学科网（北京）股份有限公司 $$