2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第10章恒定电流实验11测量金属丝的电阻率考点1教材原型实验

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【跟踪训练】
某实验小组在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。
(1)该小组的同学用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为 0.400(0.398～0.401均正确) mm。
(2)已知该金属丝的阻值约为5 Ω。现用伏安法测量其阻值Rx，要求测量结果尽量准确，使待测金属丝两端的电压能从零开始变化，现备有以下器材：
A．电池组(3 V，内阻不计)
B．电流表(0～3 A，内阻约为0.1 Ω)
C．电流表(0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω)
D．电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)
E．电压表(0～15 V，内阻约为15 kΩ)
F．滑动变阻器(0～20 Ω)
G．滑动变阻器(0～2 000 Ω)
H．开关、导线
上述器材中，电流表应选 C ，电压表应选 D ，滑动变阻器应选 F 。
(3)请按要求在下面方框中画出实验原理图。
eq \x(\a\al( ,,,,))
(4)该小组同学利用该原理图正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应的5个坐标点。请在图中标出第2、4次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线。已知待测金属丝接入电路部分的长度为L＝0.50 m，根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 1.11×10－6 Ω·m(1.08×10－6～1.14×10－6 Ω·m均正确) 。
[答案] (3)图见解析图1 (4)图见解析图2
[解析] (1)金属丝直径为d＝0＋40.0×0.01 mm＝0.400 mm。
(2)正确连接后通过金属丝最大的电流约为I＝eq \f(E,Rx)≈0.6 A，为了使结果更精确，安全的前提下，我们选择量程较小的电流表，所以电流表选择C；由于电源电动势为3 V，所以电压表选择D；要求电压从0开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择总阻值较小的F。
(3)由于eq \f(RV,Rx)>eq \f(Rx,RA)，所以金属丝为小电阻，应采用电流表外接法，实验原理图如图1所示。
(4)在坐标系内标出第2、4次实验的数据点，并使尽可能多的点处于直线上，连线图如图2所示；由图像可得金属丝的电阻为Rx＝eq \f(ΔU,ΔI)≈4.4 Ω，根据电阻定律Rx＝ρeq \f(L,S)以及S＝πeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,2)))2可得，ρ＝eq \f(πd2Rx,4L)＝1.11×10－6 Ω·m。次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520