微练101 实验：测量金属丝的电阻率-【高考领航】2025年高考物理一轮复习微专题速练

微练101　实验：测量金属丝的电阻率 1．(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是(　　) A．用毫米刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 C．用伏安法测电阻时，采用电流表内接法，多次测量后算出平均值 D．实验中应保持金属丝的温度不变 2．某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示。则读数结果正确的是________。 甲　　　　　　　　　乙　　　 A．1.420 mm，40.40 mm B．1.420 mm，40.4 mm C．0.920 mm，42.4 mm D．0.920 mm，42.40 mm (2)圆柱体的电阻R0大约为20 Ω。实验用伏安法测此合金材料电阻的实验中，除待测合金材料外，实验室还备有的实验器材如下： ①电压表V1(量程3 V，内阻约为3 kΩ) ②电压表V2(量程15 V，内阻约为15 kΩ) ③电流表A1(量程100 mA，内阻约为10 Ω) ④电流表A2(量程0.6 A，内阻约为2 Ω) ⑤滑动变阻器R1(0～5 Ω) ⑥滑动变阻器R2(0～200 Ω) ⑦电动势为3 V的电源，内阻不计 ⑧开关S，导线若干 该实验要求待测电阻两端的电压能从0开始调节。为准确测量其电阻，电压表、电流表、滑动变阻器应选：对应器材前的序号组合为________。 A．①④⑤　　 B．②③⑥ C．①③⑤　　 D．②④⑥ (3)为测某金属的电阻率，根据所选器材和电压的调节要求，该实验应该选取以下哪个电路进行测量______。 3．某实验小组利用图甲所示的电路测量圆柱形金属丝的电阻率(图中Rx表示待测金属丝的电阻)。 甲　　　　　　　　　乙　 (1)正确操作螺旋测微器，测量金属丝的直径结果如图乙所示，则该次测得的金属丝的直径为________mm。 (2)连接好电路后，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至________(填“左端”或“右端”)。 (3)若电流表的示数为I，电压表的示数为U，金属丝的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________。 4．某实验小组利用实验室的器材研究一粗细均匀的某种圆柱形实心导体材料的电阻率，实验小组先取一段该导体，用多用电表欧姆挡粗略测量阻值约为5 Ω，然后再用以下器材精确测量其阻值Rx，最后分析数据，得出该种导体材料的电阻率。 A．电流表A1(0～0.6 A，内阻约为2 Ω) B．电流表A2(0～100 mA，内阻为5 Ω) C．定值电阻R1＝20 Ω D．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流1 A) E．开关和导线若干 (1)如图甲，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm，如图乙，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm。 甲　　　　　　　　　　乙　　 (2)为了得到尽可能多的测量数据，请在方框中画出合适的电路图，并标上各种器材的符号； (3)通过测量，实验所取导体材料的横截面积为S，长度为L，测得电表A1、A2的示数分别为I1、I2，则该种导体材料的电阻率为________(用S、L、I1、I2表示)。 5．采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx的电阻率。 图1 图2 (1)实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在________(填“M”或“N”)端。 (2)按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为________(填“a”“b”或“c”)。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有______________________________________。 6．某同学为测量电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中ab是一段电阻率较大，粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0＝4.0 Ω，电源电动势E＝3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。 　甲　　　　　　　　　乙 丙 (1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________mm。 (2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如表所示。 x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I/A 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 /A-1 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 将表中数据描在 -x坐标纸中，如图丙所示，该图像的斜率的表达式k＝________(用题中字母表示)，由图线求得电阻丝的电阻率ρ＝__________Ω·m(保留两位有效数字)。 根据图丙中 -x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________Ω(保留两位有效数字)。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微练101　实验：测量金属丝的电阻率 1．AC　实验中应先将金属丝接入电路，然后测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长，选项A错误，符合题意；用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，选项B正确，不符合题意；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它的分流作用很小，应采用电流表外接法，故C错误，符合题意；实验中应保持金属丝的温度不变，以免金属丝的电阻发生变化，选项D正确，不符合题意。 2．解析：(1)螺旋测微器的精度为0.01 mm，由图甲可知直径为0.5 mm＋42.0×0.01 mm＝0.920 mm。20分度游标卡尺的精度为0.05 mm，由图乙可知其长度为42 mm＋8×0.05 mm＝42.40 mm。故选D。 (2)被测电阻为20 Ω，两个电压表内阻均远大于被测电阻，电源电压为3 V，为保证读数准确性，则电压表应选取小量程，即选①；当待测电阻所加电压最大时，电流约为I＝＝＝0.15 A＝150 mA，电流表A2量程过大，使用时指针偏转过小，对于电流表A1虽然量程只有100 mA，但可以通过调节滑动变阻器来达到在使用过程中不超过量程，因此电流表应选③；根据题意要求电压从0开始调节，因此需要采用分压式接法，则滑动变阻器电阻与被测电阻差不多或更小，即选⑤。故选C。 (3)本实验要求待测电阻两端的电压能从0开始调节，可知滑动变阻器应采用分压接法，由于R0＝6 Ω<＝ Ω≈122 Ω，为了减小误差，电流表应采用外接法。故选B。 答案：(1)D　(2)C　(3)B 3．解析：(1)测得的金属丝的直径为d＝2 mm＋9.5×0.01 mm＝2.095 mm； (2)为保护电路，开关S闭合前滑动变阻器的滑片应滑至最左端使待测支路电流为零； (3)根据电阻定律有R＝ρ，根据欧姆定律R＝，电阻率的关系式为ρ＝。 答案：(1)2.095(2.094～2.096都正确)　　(2)左端　(3) 4．解析：(1)导体棒的直径为d＝4.5 mm＋12.0×0.01 mm＝4.620 mm 导体棒的长度为l＝101 mm＋4×0.1 mm＝101.4 mm＝10.14 cm。 (2)为了得到尽可能多的测量数据，滑动变阻器采用分压式，电流表A2内阻已知与定值电阻R1串联充当电压表，导体材料阻值与电流表A2内阻接近，采用电流表外接法，电路图如图所示。 (3)根据欧姆定律Rx＝＝＝，根据电阻定律Rx＝ρ，该种导体材料的电阻率为ρ＝。 答案：(1)4.620　10.14　(2)见解析图　(3) 5．解析：(1)闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器滑片P应处在最大阻值处，滑动变阻器的滑片P应处在M端。 (2)滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器下端两接线柱与电源相连，故b导线接错；该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数不变。 答案：(1)M　(2)b　移动滑片时，电压表和电流表的示数不变 6．解析：(1)螺旋测微器固定刻度上的半毫米刻线没有露出，可动刻度上的格数要估读一位，读数应为40.0×0.01 mm＝0.400 mm。 (2)由闭合电路的欧姆定律I＝，变形得＝＋，由电阻定律Rx＝ρ，S＝，代入上式得＝＋x，可看出与x是一次函数关系，函数图像的斜率k＝；由题图丙中的数据算出图像的斜率k＝ A-1·m-1＝3 A-1·m-1，则ρ＝＝ Ω·m≈1.1×10-6Ω·m；题图丙中x关系图线的纵截距为1.77，此时待测电阻丝电阻为零，由闭合电路欧姆定律得E＝I(r＋R0)，解得r≈1.3 Ω。 答案：(1)0.400　(2)　1.1×10-6　1.3 学科网（北京）股份有限公司 $$