课时作业52 实验十一：测量金属丝的电阻率-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案通用版

课时作业52 实验十 (总分： 1.(6分)(2024·江苏卷)某同学在实验室做“测定金 属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有如下 实验器材可供选择： 得分 A.直流电源：电动势约为3V,内阻可忽略不计 B.电流表A:量程0~100mA,内阻约为52 C.电压表V:量程0~3V,内阻为3k2 D.滑动变阻器：最大阻值为100Ω，允许通过的最 大电流为0.5A E.开关、导线等 TTT "Tr 30 25 20 2 A-V-2 甲 之 (1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度 L=0.820m,用螺旋测微器测量金属丝直径时的 测量结果如图甲所示，从图中读出金属丝的直径 为 mm。 (2)用多用电表电阻“×1”挡测量接入电路部分的 金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图 中读出金属丝电阻约为 2。 (3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R= 10.0Ω，则这种金属材料的电阻率为 2·m (结果保留两位有效数字)。 2.(10分)两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小 的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进 行测量。 得分 (v 9 B 20 ④ R 0 二10 甲 乙 丙 (横线下方不可作答) 45 班级： 姓名： :测量金属丝的电阻率 60分) UV 1.4 1.2 1.1 1.0 00.10.20.30.40.50.60.7I/A 丁 实验步骤如下： a.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同位置测出电 阻丝直径，求出平均值D; b.调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度 尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度 x,闭合开关S,记录电压表示数U、电流表示 数I; c.改变电阻丝上导电夹P的位置，重复步骤b,记 录多组x、U、I的值。 (1)若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示 数为 mm. U (2)若选用某组U、I值，用R,=算出电阻丝连入 电路的电阻R,则与真实值相比计算值 (选填“偏小”或“偏大”)。 U (3)根据多组实验测量得到的数据绘出-x图像 如图丙所示，若图线斜率为，则电阻丝的电阻率 0 (用已知或测量出的物理量的符号表 示)；电流表内阻对电阻率的测量 (选填 “有”或“没有”)影响。 (4)用记录的数据绘制出U-I图像如图丁所示， 由图像可知电源的内阻r= 2(结果保留 两位有效数字)。 3.(12分)(2023·浙江1月选考)在“测量金属丝的 电阻率”实验中： 得分 (1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路 连线如图1所示，图中的导线a端应与 (选填“一”“0.6”或“3”)接线柱连接，b端应与 (选填“一”“0.6”或“3”)接线柱连接。开 9 第十章电路及其应用 关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于 (选填“左”或“右”)端 h 图1 (2)合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和1 数据。甲同学由每组U、I数据计算电阻，然后求 电阻平均值；乙同学通过U-I图像求电阻。则两 种求电阻的方法更合理的是 （选填“甲” 或“乙”)。 (3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流I。= 300uA的表头G改装成电流表。如图2所示，表 头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器 使表头G满偏，毫安表示数为I。改变L,重复上 述步骤，获得多组1、L数据，作出1图像如图3 所示。 +I/mA 9.0T 镍铬丝 8.0 0 7.0 G mA 6.0 5.0 R 进 R E 4. o 2.02.53.03.5 4.0元m 图2 图3 则1士图像斜率& mA·m。若要把 该表头G改装成量程为9mA的电流表，需要把 长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。 (结果均保留两位有效数字) 4.(8分)(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： 得分 (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。 红对勾·讲与练46 V 金属夹A 导电绳 金属夹B 定值电阻 ④ 导电绳RS2 刻度尺 木板 E S R 多 (2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻R,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S,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R,= (用I1、I2和U表示)。 ④断开S,,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 (选填“有”或“无”)影响。 (4)图丙是根据部分实验数据描绘的R,-L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R,为1.33k2,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。 Rk2 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20# 51.0051.2051.4051.6051.8052.00L/cm 角 5.(12分)国标规定自来水在15℃时电阻率应大于 132·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水 的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连 接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水 的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽 略)，右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材 还有：电源（电动势约为3V,内阻可忽略），电压表 V1(量程为3V,内阻很大)，电压表V2(量程为 3V,内阻很大)，定值电阻R,(阻值为4k),定值 0] 高三物理 电阻R,(阻值为2k),电阻箱R(最大阻值为 99992),单刀双掷开关S,导线若干，游标卡尺， 刻度尺。 得分 自来永 K R E ↑R/1032) 3 5cm 2.0- 山 012345678910 5.0'/m U 的 实验步骤如下： A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d; B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱 长度L; C.把S拨到1位置，记录电压表V1示数； D.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表 V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的 阻值R; E.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D,记 录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R; F.断开S,整理好器材。 (1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙所示， 则d= mm。 (2)玻璃管内水柱的电阻R,的表达式为R,= (用R1、R2、R表示)。 (3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱 阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R关系图 像。自来水的电阻率ρ= n·m(结果保 留两位有效数字)。 (4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来 水电阻率测量结果将 (选填“偏大”“不 变”或“偏小”)。 6.(12分)智能手机中都配有气压传感器，传感器的 电阻会随所处环境气压变化而变化。某实验小组 在室温下用以下可供选择的器材探究气压传感器 的电阻值R,随气压变化的规律： 得分 A.阻值随气压变化而变化的气压传感器一个（阻 值变化范围从几十欧到几百欧) (横线下方不可作答)46 班级： 姓名： B.直流电源，电动势6V,内阻不计 C.电压表V1,量程为0~3V,内阻为3k2 D.电压表V2,量程为0~15V,内阻为15k2 E.电流表A1,量程为0~0.6A,内阻忽略不计 F.电流表A2,量程为0~60mA,内阻忽略不计 G.定值电阻R,=3k2 H.定值电阻R2=12k2 I.滑动变阻器R,最大阻值约为502 J.开关与导线若干 (1)小明设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中 电压表应选择 ,电流表应选择 ,定 值电阻应选择 。(以上均选填实验器材 代号) 定值电阻 A 甲 (2)请在图乙中将实物连线补充完整。 R 黑赵 海 乙 (3)当气压传感器所处环境压强为p时，闭合开 关S,测得两个电表的读数分别为U=2.30V和 I=23.0mA,则气压传感器阻值R,= (结果保留三位有效数字)。 (4)当环境压强p改变时，测得不同的R,值，绘成 图像如图丙所示，由图可得R,和压强p的关系表 达式为R,= (2). ↑R/2 400T 200 0用p(0Pa) 0.8 0.9 1.01.1 1.2 1 第十章电路及其应用(3)电压表分流属于系统误差，故A正 确：为保护电路，实验开始前滑动变阻 器滑片应该调到α端，故B错误；题图 乙所示的电路为分压式电路，可以通 过调节滑片使电压表示数为0，故C正 确；多组实验可以减小偶然误差，故D 错误。 7.AD乙 小于电压表的分流作用 解析：电源电动势是3V,电压表应选 A,通过待测电阻的最大电流约为I= 70 A≈42.9mA,电流表选D,由于 R 70Rv15×103 ≈214，说明待 RA 1R 70 测电阻较小，则电流表用外接法，即实 验电路应选题图乙，电流表外接法中， 电压表测量的是电阻两端的真实电 压，由于电压表的分流作用使电流表 的示数大于流过待测电阻的电流，据 此可知，电阻的测量值小于其真实值， 主要原因为电压表的分流作用。 8.(1)①1.704(1.7021.706) ②电压 表内阻远大于金属丝电阻，电压表分 流儿乎为零12<(2)13 解析：(1)①由题图1所示螺旋测微器 可知，螺旋测微器示数为1.5mm十 20.4×0.01mm=1.704mm。②由表 1中实验数据可知，电压表接a、b两点 时，电流表示数不变，电压表示数变化 较大，说明电压表内阻很大，电压表分 流很小，几乎为零，电流表分压较大， 电流表应采用外接法，接线端P应接α 点，金属丝电阻R= U。1.84 0.15 2≈ 122:电流表采用外接法，由于电压表 分流作用，电流表的测量值大于真实 值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量 值小于真实值。 (2)由表2中实验数据知，RA= U.-U. 入“，到Rx—丁 -RA=132。 课时作业52 实验十一： 测量金属丝的电阻率 1.(1)0.787(0.785-0.789)(2)9 (3)5.9×10-6 解析：(1)根据螺旋测微器的读数规 则，该读数为d=0.5mm十28.7× 0.01tmm=0.787mm。 (2)根据多用电表电阻挡的读数规则 该读数为R,=9X12=92。 (3)根据电阻定律有 R-PS L Rπd ·变形可得p自 4L Rπd2 代入数据解得p= 4L 10.0×3.14×(0.787×10-3)2 2·m 4×0.820 5.9×10-62·m。 2.(1)1.665(1.6641.666均可) πkD (2)偏大(3) 没有(4)0.91 2对勾·讲与练·高三物理 解析：(1)根据题图乙所示的螺旅测微 器可知，其读数为1.5mm十16.5× 0.01mm=1.665mm。 (2)由题图甲电路图可知，电压表测量 的是R和电流表的总电压，电流表测 U 量的是流过R.的电流，若用R,=了 算出电阻丝连入电路的电阻R,,则与 真实值相比计算值偏大。 (3)根据电阻的决定式可知，电阻丝连 4x 入电路的电阻R,=pS=PD2' 设电流表内阻为RA,根据欧姆定律可 4p 知0=R,十RADx十RA U 根据了一x图像可知 D6, 4p 解得p=kD ,电流表内阻对电阻率 的测量没有影响。 (4)根据闭合电路欧姆定律可知U= E一Ir,由题图丁的U-I图像可知，电 1.5-1.0n≈0.910. 源的内阻1=0.55 3.(1)0.60.6左(2)乙(3)2.3 (2.1-2.5)0.26(0.24-0.28) 解析：(1)实验中用两节干电池供电， 则题图1中的导线a端应与“0.6”接 线柱连接，电压表测电阻两端的电压， 因金属丝的电阻远小于电压表内阻， 电流表外接误差较小，故b端应与 “0.6”接线柱连接。为了保护电表，开 关闭合前，题图1中滑动变阻器滑片 应置于左端。 (2)乙同学通过U-I图像求电阻，可 减少实验的偶然误差，则乙同学求电 阻的方法更合理」 (3)由题图3可知1-工图像斜率k= 7.8-6.0 3.27-2.5mA·m≈2.3mA·m。 法一：由电路可知 L I=(1-1)0s' 解得I=Ig十 p L 由此可知「-广图像斜率k= TriS 纵轴截距表示表头G的满偏电流I,, 由题图3可得S=2.3mA·m, 由题意知Ig=0.3mA, 若要把该表头G改装成量程为I'= 9mA的电流表，则并联的电阻为pS = 1 IrS 解得L'≈0.26m; 法二：延长图线可知，当I=9.0mA 时，2=3.8m1,中1/026m -646- U 4.(2)③变小。-1 (3)无 (4)51.80 解析：(2)③闭合S,后，并联部分的电 阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知 电压表的示数变小。调节R使电压表 的示数仍为U,则加在导电绳两端的 电压为U,流过导电绳的电流为I。 1,因此导电绳的电阻R=12-了 U (3)在闭合S之前，电流表的示数I1 包括定值电阻的电流和电压表分得的 电流，闭合S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I2一I1,与电压表内阻 无关，电压表内阻对导电绳电阻的测 量没有影响。 (4)由题图丙可知，导电绳拉伸后的长 度为51.80cm。 5.(1)30.00(2) R1Rg (3)14 R (4)偏大 解析：(1)根据游标卡尺的读数规则，玻 璃管内径d=30mm十0X0.05mm= 30.00tmm。 (2)把S拔到1位置，记录电压表V1 示教，得到通过水柱的电流山号，由 闭合电路欧姆定律得E=U十R】 把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使 电压表V,示数与电压表V,示数相 同，记录电阻箱的阻值R,得到该支路 的电流1一尺，由闭合电路欧姆定律 U 得E=U十尺R:,联立解得R,= RiR2 R (3)由电阻定律R,=pS,R= R,联立解得R= R R R2S 1 p · R亡关系图像的针率及=0,4× RiR2S 1032·m,k= ,s=n 4,代入 数据解得p= RR2πd -≈142·m。 4k (4)本实验中若电压表V,内阻不是很 大，则由(2)可得Rx= R,其中R R 为电压表V1的内阻与R,的并联值， 因为并联值小于R1,则应用R, RR计算R,时，测得的R,值偏大， R 即自来水电阻测量值偏大，则自来水 电阻率测量结果将偏大。 (1)CFG(2)见解析图 (3)2002(4)1000-8×10-3p 解析：(1)电源电动势为6V,电压表读 数时指针在表盘中间三分之一更准 确，而且电压表串联定值电阻可以扩 大量程，故电压表选C；气压传感器阻 值变化范围从几十欧到几百欧，流经 电流表的电流大概在几十毫安，故电 流表选F;电压表串联定值电阻，相当 于扩大电压表量程，扩大到6V即可， 电压表内阻为3k,定值电阻选G。 (2)实物连线如图所示。 R (3)根据欧姆定律可得R,= 20 2002。 (4)根据题图丙，设R=R。一kp,代入 数据可得R.=1000-8×103p(2)。 课时作业53实验十二：测量 电源的电动势和内阻 1.1.03.3 解析：由闭合电路欧姆定律得E=U十 ,解得U= U R 尺十E,结合题图乙 可得E=1.0V,r=k 1.0-0.34 2=3.3k2。 200×10 2.(1)见解析图 (2)1.58 0.64(0.620.66均可) (3)2.5(4)偏小 解析：(1)实物图连线如图所示。 (2)由闭合电路欧姆定律可得U=E一 Ir,结合题图丙可知，干电池的电动势 E=1.58V,内阻r= 1.40-1.58 0.28-0.00 2≈ 0.642。 (3)根据闭合电路欧姆定律有E= 1 1 I(R十RA十r),整理可得 RA十 R十 RA十r E ,结合题图丁可知 E 2A1,解得RA≈2.52。 (4)电压表内阻不是无穷大，设为Rv, 根据闭合电路欧姆定律有E年=U十 （1+是）变形可得U= RvE真 Rv十r兵 R”先1，则千电池内阻测量值r与 Rv十r真 真实值”真的关系为”= Rvr真 Rv十r真 ,可知 实验测得的干电池内阻实际是电压表 内阻与干电池内阻的并联电阻阻值， 即干电池内阻的测量值偏小。 3.(1)B(2)4.51.8(3)不变变大 解析：(1)通过观察题图甲中的实物图 可知电压表接在电源两端，故电路图 为B。 (2)根据闭合电路欧姆定律E=U十 Ir,有U=一Ir十E,则U-I图线在纵 轴上的截距表示电池的电动势E,斜率 的绝对值表示电池的内阻？，根据图像 可知，纵轴截距为4.5，横轴截距为2.5， 结合上述分析可知电池电动势E= 4.5n=1.80. 4.5V,内阻r=2.5 (3)分析测量电路可知系统误差的来 源是电压表的分流作用，使得电流表 的示数小于流过电池的电流，考虑电 压表内阻Ry的影响，流过电压表的电 =,可知流过电池的电流为 流为Iv=RV 题，I>I' I=I熟十Rv 因电压表内阻Rv不变，随着电压U测 值减小，电压表中电流Iv减小，当电 压U酬值趋于0时，I趋于I剧，在题图 乙中重新绘制的U-I图线如图所示， U/V 4.5 2.5IA 故新绘制的图线与横坐标轴交点的数 值将不变，与纵坐标轴交点的数值将 变大。 40D0A20方(3)R n-1 解析：(1)①为了保护电路，闭合开关 前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处， 由题图可知，应该置于A端。 (2)对于电路图甲，根据闭合电路欧姆 定律有U=E一Ir,设金属丝的电阻率 为p,横截面积为S,结合欧姆定律和 电阻定律I= 是R=P5,联立可得 US 11.Sx U=E一 ，整理可得行=E十0 元。对于电路图乙，根据闭合电路欧 姆定律有U=E一I(r十R。),结合欧姆 U 定律和电阻定律I三尺，R三ρ卡，联 0-+ S(r+R。)1 立后整理=E ,可 Ep 1 知图线的纵轴裁距b=巨，解得 1 Sr (3)由题意可知：=：= S+R,又 Ee 2=,联立解得r R。 n-1 -647- R+R·R十E十 5.1)15.0(3)ERvR (R。十Rv)r ERvR。 (5)1.551.0(6)5 解析：(1)闭合开关后，电阻箱接入电 路的阻值越大，电压表示数越小。若 闭合开关后，电压表满偏，则有 Ux一 RyRo EU匹，代入数据解得 R十r RyRo R=7.5,因此闭合开关前，电阻箱接 入电路的电阻值可以选15.02。 (3)由闭合电路的欧姆定律可得E= U U十RvR。 (R十r),化简可得元= Ry+Ro R+Ry·R+ 1(R。十Rv)r ERR TERR。 R十Ry·R十E 1 (5)由立=ERv (R。+Rv) ERvR。 R十Ry=k=19E ,可得ERvR。 +RRr=6=官十9E,则 1 E ERyRo 1 b E=19r=友-19，由题图丙市R 图线[例如取点(9.5,1.00)和(24， 1.50)分析]可得k≈0.034，b≈0.68， 将其代入E、r的表达式，可得E 1.55V,r≈1.02。 (6)若将题图甲中的电压表当成理想 1=1 电压表，则有元E十ER。十ER。R, 1 可得ER 1 =b=20E,即E'=20,因 此误差为 E'-E E ×100%= 1 20k19k ×100%=5%。 19k 课时作业54实验十三： 多用电表的使用 1.(1)①R1②R,和R2③R2(2)A 解析：(1)①多用电表调至直流电流 挡，与滑动变阻器串联，测的是通过滑 动变阻器R,的电流：②断开电路中的 开关，多用电表调至电阻挡，接在R 与R?串联电路的两端，测的是串联部 分的总电阻：③多用电表调至直流电 压挡，滑动变阻器的滑片移至最左端， 滑动变阻器相当于导线，多用电表与 电阻R,并联，测的是R。两端的电压。 (2)双手捏住两表笔金属杆，人体与电 阻并联，总电阻减小，测量值偏小，故A 正确：测量时若发现指针向右偏离中 央刻度过大，则必须减小倍率，若向左 偏离中央刻度过大，则必须增大倍率， 重新欧姆调零后再进行测量，故B错 误；电阻表刻度左密右疏，选择“X100” 倍率测量时发现指针位于20与30正 中间，则测量值小于25002，故C错 参考答案“2☑。