2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流实验八 测定金属丝的电阻率练习含答案

这是一份2024届高考物理一轮复习专题八恒定电流实验八 测定金属丝的电阻率练习含答案，共6页。试卷主要包含了6 A，内阻0，0×0等内容，欢迎下载使用。

实验八　测定金属丝的电阻率


　　　　　　　　　　　　　　　
知识巩固练
1.在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200 Ω，电压表V的内阻约为2 kΩ，电流表A的内阻约为10 Ω，测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示，结果由公式Rx＝UI计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则________(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值. 

　　　　　　　甲　　　　　　　乙
【答案】Rx1　大于　小于
【解析】根据题意知RxRA＞RVRx，电压表的分流作用较显著，故Rx1更接近待测电阻的真实值.图甲的测量值是Rx与RA串联的电阻阻值，故Rx1＞Rx真；图乙的测量值是Rx与RV并联的电阻阻值，故Rx2＜Rx真.
2.在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图甲所示，用米尺测出金属丝的长度l，金属丝的电阻大约为5 Ω，

甲
先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(1)从图中读出金属丝的直径为______mm. 
(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A.电压表0～3 V，内阻10 kΩ
B.电压表0～15 V，内阻50 kΩ
C.电流表0～0.6 A，内阻0.05 Ω
D.电流表0～3 A，内阻0.01 Ω
E.滑动变阻器，0～10 Ω
F.滑动变阻器，0～100 Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________.(填序号) 
②实验中某同学的实物接线如图乙所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误.

乙
错误1：_____________________________________. 
错误2：_____________________________________. 
(3)若测得金属丝的直径用d表示，电阻用R表示，则该金属材料的电阻率ρ＝________. 
【答案】(1)0.680(或0.679)
(2)①A　C　E
②错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上
错误2：采用了电流表内接法
(3)πRd24l
3.某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：
电源E(电动势为4 V，内阻约为1 Ω)；
电流表A1(量程5 mA，内阻约为10 Ω)；
电流表A2(量程0.6 A，内阻约为1 Ω)；
电压表V1(量程3 V，内阻约为1 kΩ)；
电压表V2(量程15 V，内阻约为3 kΩ)；
滑动变阻器R1(阻值0～2 Ω)；
滑动变阻器R2(阻值0～20 Ω)；
开关及导线若干.
他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示.
编号
金属丝直径
D/mm
金属丝直径的
二次方D2/mm2
金属丝长度
L/cm
电阻R/Ω
1
0.280
0.078 4
100.00
16.30
2
0.280
0.078 4
50.00
8.16
3
0.560
0.313 6
100.00
4.07

(1)他在某次测量中，用螺旋测微器测电阻丝直径，示数如图甲，此示数为________mm. 

　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙
(2)图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路________(填“A”或“B”)进行测量.电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________. 
(3)请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式R＝______(比例系数用k表示)，并求出比例系数k＝______Ω·m(结果保留2位有效数字). 
【答案】(1)0.512(0.510～0.513均可)　(2)A　A2　V1　R2　(3)kLD2　1.3×10－6
4.小明通过实验测量一种合金的电阻率.
(1)如图甲所示，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件①、②、③使用的先后顺序应该为________、________、①，如图乙所示，测得该合金丝的直径为d＝______mm. 

(2)按图丙连接电路，请在图丁中将电路原理图补充完整.

(3)小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度l.闭合开关，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数，算出接入电路部分合金丝的阻值R.改变线夹在合金丝上的位置，重复上述步骤，获得多组数据，在方格纸上作出R－l图像，发现图像是一条倾斜直线，斜率为k.计算该合金丝电阻率ρ＝________(用k和d表示). 
(4)小华认为电流表内阻会导致测出的R值偏大，因此小明测出的电阻率偏大.你觉得小华的观点是否正确?请简要说明理由.
【答案】(1)②　③　0.380　(2)见解析　
(3)kπd24　(4)不正确　见解析

【解析】(1)用螺旋测微器测金属丝直径时，把待测金属丝放在测微螺杆与测砧之间，然后调节旋钮②，当金属丝与测微螺杆、测砧接触时停止调节旋钮，然后调节微调旋钮③；为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉①，然后再读数.测得该合金丝的直径为0＋38.0×0.01 mm＝0.380 mm.

(2)根据实物图可知，电路图如图所示.
(3)根据R＝ρlS＝ρlπd24，整理得R＝4ρπd2l，所以k＝4ρπd2，则ρ＝kπd24.
(4)根据R＋RA＝UI 可知测量的电阻偏大，但ΔR＝ΔUΔI，图像的斜率为k＝ΔRΔl，则斜率不变，电阻率不变，故小华不正确.
综合提升练
5.(2022年深圳调研)某学习小组研究“不同的电阻测量方案对误差的影响”.现有器材为：电源、电流表(量程0.6 A)、电压表(量程3 V)、待测定值电阻、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、开关、导线若干.实验步骤如下：

(1)用图甲和图乙电路分别测量待测电阻的阻值，请在图丙中按图甲用笔画线代替导线将电路补充完整.

(2)将图丙中滑动变阻器的滑片P滑到______(填“e”或“f”)端，闭合开关，调节滑动变阻器，记录测量数据. 
(3)根据测量数据在U－I坐标系中描点作图，得到图丁中的图线a和b，则a线对应的测量值是________Ω，a线是采用图________(填“甲”或“乙”)电路测得的结果，理由是(要求论述有依据)__. 

(4)为提高测量精度，在图甲电路中，用电流传感器代替电流表，电压传感器代替电压表，对同一电阻再次进行测量.得到对应的U－I图线c，拟合直线及表达式见图戊，认为其测量值等于真实值.
(5)相对误差反映测量的可信程度，相对误差公式为δ＝测量值－真实值真实值×100%.由步骤(3)和(4)可得图线a的相对误差为δ＝________% 
(保留3位有效数字).
【答案】(1)见解析　(2)e　(3)6.41　甲　a线对应的测量值大于b线对应的测量值，测量结果偏大，采用电流表内接法　(5)24.3

【解析】(1)如图所示.

(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P滑到接入电路阻值最大处，即滑动变阻器的滑片P滑到e端.
(3)由图示图像可知，a线对应的待测电阻测量值是Rx测＝ΔUΔI＝2.50－00.4－0 Ω＝6.25 Ω；选择电流表的外接法，由于电压表的分流作用，电流表测量值大于流经Rx的电流值，测量结果偏小；选择电流表的内接法，由于电流表的分压作用，电压表测量值大于Rx两端的电压值，测量结果偏大；a线对应的测量值大于b线对应的测量值，所以a线是采用电流表内接法，a线是采用图甲电路测得的结果.
(5)结合图戊中的U－I关系式可知待测电阻的真实值Rx真＝5.03 Ω，图线a的相对误差为δ＝6.25－5.035.03×100%＝24.3%.