高考物理一轮复习讲义微练36　实验11测量金属丝的电阻率

这是一份高考物理一轮复习讲义微练36　实验11测量金属丝的电阻率，共7页。试卷主要包含了5 A，0×10-3 m的水管等内容，欢迎下载使用。
(1)用多电电表测量电阻，沿ab方向测得的电阻为10 Ω，沿bc方向的电阻如图乙所示，由图读出沿bc方向的电阻为 300 Ω 。
(2)某同学根据如图丙所示的电路图连接实物图丁，请判断连接错误的区域是 A区 。
(3)测量bc方向的电阻时，手头有两个滑动变阻器，应选择 B (填选项字母)。
A.滑动变阻器:最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为1.0 A
B.滑动变阻器:最大阻值为500 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A
(4)接通开关前，滑动变阻器滑片应放在 最右端 (填“最左端”或“最右端”)。
(5)测量小电阻时，用微安表(量程0~100 μA，内阻约为4 Ω)，测得电阻率为1.15 Ω·m，测量大电阻时，用电流表(量程0~100 mA，内阻约为1 Ω)，测得电阻率为1.32 Ω·m，小明说，沿ab方向的电阻小，所测量的误差小，请判断是否正确?简述理由: 错误；理由见解析 。
解析 (1)沿bc方向的电阻为3×100 Ω=300 Ω。
(2)连接错误的区域是A区域，电压表的左边接线柱应该连接到电阻的左端。
(3)因bc方向的电阻约为300 Ω，则测量bc方向的电阻时，应该选择与待测电阻阻值相当的滑动变阻器B。
(4)接通开关前，滑动变阻器滑片应放在阻值最大的最右端位置。
(5)沿ab方向的电阻约为10 Ω，若用内阻约为4 Ω的微安表测量电流，微安表的分压作用明显，误差较大；沿bc方向的电阻约为300 Ω，用内阻约为1 Ω的电流表测量电流，电流表分压作用较小，误差较小，所以小明的说法错误。
2.某同学为探究滑动变阻器的分压特性，设计如图甲所示电路，选取两个最大阻值不同的滑动变阻器，研究滑片P从A移到B的过程中定值电阻R0两端的电压变化。
(1)按照图甲连接图乙所示的实物图，实物图中闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于 最左端 (填“最左端”或“最右端”)。
实物图见解析
(2)测量R0两端电压U与对应xL(x为图甲中A、P间的长度，L为AB的长度)，实验中得到两个滑动变阻器的数据如下表:以xL为横轴、U为纵轴，在如图丙所示的方格纸中用描点法作出图线U1-xL与U2-xL。
图像见解析
(3)用图甲所示电路测量“正常发光时阻值与R0近似相等小灯泡”的伏安特性曲线时，应选用图线 U1-xL (填“U1-xL”或“U2-xL”)对应的滑动变阻器，说明选择该滑动变阻器的理由: 选用U1-xL对应滑动变阻器，滑动变阻器滑片移动时电压变化较均匀，方便操作 。
解析 (1)实物图连接如图(a)所示。
实物图中闭合开关时，R0两端的电压应从零开始，滑动变阻器滑片应置于最左端。
(2)根据描点法作出图线如图(b)所示。
(3)应选用U1-xL对应滑动变阻器，滑动变阻器滑片移动时电压变化较均匀，方便操作或选用U2-xL对应滑动变阻器，当待测元件两端电压较大时，滑动变阻器滑片单位移动距离对应电压变化过大，不方便操作。
3.(2025·吉林模拟)导电胶具有粘合和导电功能，在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率，把导电胶装入玻璃管中，导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连，如图甲所示。
(1)在装入导电胶之前，先用游标卡尺测量玻璃管的内径，如图乙所示，该玻璃管内径为 2.25 cm。
(2)用多用电表粗略测得该导电胶电阻约为30 Ω，为精确测量其电阻阻值，现有3.0 V的干电池组、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3 V，内阻约1 kΩ
B.电流表0~20 mA，内阻Rg=50 Ω
C.定值电阻1 Ω
D.定值电阻12.5 Ω
E.滑动变阻器0~10 Ω
①由于电流表量程偏小，需要对电流表进行合理改装，改装时应选 D (填器材前面的序号)作为分流电阻R0。
②将图丙中所示器材符号连线，画出实验电路原理图，要求测量结果尽量准确，电压和电流的测量范围尽可能大。
见解析图
③测出电压表读数U、电流表读数I，则该导电胶电阻R= (U-IRg)R0I(R0+Rg) (用U、I、Rg、R0表示)。
解析 (1)10分度游标卡尺的精确值为0.1 mm，由题图乙可知该玻璃管内径为d=22 mm+5×0.1 mm=22.5 mm=2.25 cm。
(2)①估测电路可达到的最大电流为I=330 A=0.1 A，应并联一个分流电阻，其阻值为R0=IgRgI-Ig=0.02×500.1-0.02 Ω=12.5 Ω，D项正确。
②由于改装后的电流表内阻已知，所以电流表采用内接法；由于滑动变阻器最大阻值较小，同时要满足电压和电流的测量范围尽可能大，所以滑动变阻器采用分压接法，则电路如图所示。
③测出电压表读数U、电流表读数I，则流经导电胶的电流I1=I+IR0=I+IRgR0=IR0+RgR0，导电胶两端电压为U1=U-IRg，该导电胶的电阻为R=U1I1=(U-IRg)R0I(R0+Rg)。
4.(2024·江西卷)某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是:当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
(1)如图(a)所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。
(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA，内阻RA=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。
实物图连线见解析
(3)连接好电路，测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃，重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx-l图线，分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若Rx-l图线的斜率为k，则水的电阻率表达ρ= kdh (用k、d、h表示)。实验结果表明，温度 高 (填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A，热水器出水温度最高为65 ℃，忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端)，则该水管的长度至少应设计为 0.46 m(保留2位有效数字)。
解析 (2)电源电动势为3 V，故电压表量程选择3 V；由于电流表的内阻已知，故采用电流表内接时，可以消除系统误差，电流表采用内接法，实物图连线如图。
(4)根据电阻定律Rx=ρldh=ρdh·l，得k=ρdh，整理得ρ=kdh。电阻率越小更容易导电，根据图像可知65 ℃的水的电阻率更小，温度高的水更容易导电。
(5)根据前面分析可知65 ℃的水的电阻率为ρ=kdh=8×1030.7×0.07×0.03 Ω·m=24 Ω·m，当选用内直径为d0=8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为I0=1.0×10-3 A，接入电压U=220 V时，得UR=I0，R=ρlmπ·d022，解得水管的长度至少应设计为lm≈0.46 m。
项目
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xL
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.00
U1/V
0
0.24
0.42
0.58
0.73
0.90
1.09
1.33
1.64
2.09
2.40
2.82
U2/V
0
0.09
0.12
0.14
0.17
0.21
0.26
0.33
0.48
0.82
1.27
2.83