2025高考物理復(fù)習(xí)導(dǎo)體電阻率的測(cè)量課件教案練習(xí)題

第九章電路與電能實(shí)驗(yàn)十導(dǎo)體電阻率的測(cè)量基礎(chǔ)梳理夯根基考點(diǎn)研析提能力內(nèi)容索引課時(shí)測(cè)評(píng)基礎(chǔ)梳理夯根基一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉導(dǎo)體電阻率的測(cè)量的基本原理。2．掌握伏安法測(cè)電阻的原理及有關(guān)問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)原理與器材1．實(shí)驗(yàn)原理由R＝Ρ

得ρ＝

，因此，只要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度l、直徑d和金屬絲的電阻R，即可求出金屬絲的電阻率ρ。測(cè)量金屬絲電阻的電路圖如圖所示。2．實(shí)驗(yàn)器材被測(cè)金屬絲，直流電源(4V)，電流表(0～0.6A)，電壓表(0～3V)，滑動(dòng)變阻器(0～50Ω)，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，螺旋測(cè)微器，毫米刻度尺。三、實(shí)驗(yàn)步驟與操作1．測(cè)量d：用螺旋測(cè)微器在不同位置測(cè)量三次，取平均值。2．連接電路：按伏安法測(cè)電阻原理圖連接電路。3．測(cè)量l：用毫米刻度尺測(cè)量有效長(zhǎng)度l，測(cè)量三個(gè)不同部位，取平均值。4．滑動(dòng)變阻器：限流式接法，閉合開(kāi)關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值調(diào)到最大；分壓式接法，閉合開(kāi)關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器并聯(lián)部分的阻值調(diào)為零。5．測(cè)量U、I：閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，利用電壓表及電流表讀出多組U、I數(shù)值并記錄。6．整理：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理器材。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1．計(jì)算Rx的兩種方法(1)平均值法：用Rx＝

分別算出各次的數(shù)值，再取平均值。(2)圖像法：作出U-I圖像，利用斜率求出Rx，如圖所示。 2．計(jì)算電阻率：將記錄的數(shù)據(jù)l、d及Rx的值代入電阻率公式ρ＝

計(jì)算ρ。五、誤差分析1．金屬絲直徑、長(zhǎng)度的測(cè)量、讀數(shù)等人為因素帶來(lái)誤差。2．測(cè)量電路中電流表及電壓表對(duì)電阻測(cè)量的影響，因?yàn)殡娏鞅硗饨樱訰測(cè)＜R真，由R＝ρ知ρ測(cè)＜ρ真。3．通電電流過(guò)大、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使金屬絲發(fā)熱，電阻率隨之變化帶來(lái)誤差。六、注意事項(xiàng)1．本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法。2．測(cè)量被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量被測(cè)金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度，亦即電壓表兩端點(diǎn)間的被測(cè)金屬絲長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將金屬絲拉直，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值。3．測(cè)金屬絲直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值。4．在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過(guò)被測(cè)金屬絲的電流不宜過(guò)大(電流表用0～0.6A量程)，通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬絲的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大。5．若采用圖像法求電阻阻值的平均值，在描點(diǎn)時(shí)，要盡量使各點(diǎn)間的距離拉大一些，連線時(shí)要盡可能地通過(guò)較多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，個(gè)別明顯偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去。返回考點(diǎn)研析提能力類(lèi)型一教材原型實(shí)驗(yàn)

在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)_____________________mm。(該值接近多次測(cè)量的平均值)例10.396(0.395～0.398均可)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則可得，其讀數(shù)為0mm＋39.6×0.01mm＝0.396mm。(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)所用器材為：電池組(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1Ω)、電流表(內(nèi)阻約為0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0～20Ω，額定電流為2A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他們測(cè)量Rx是采用圖中的____(選填“乙”或“丙”)圖。乙通過(guò)給定的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電壓接近從零開(kāi)始，故必須采用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，故采用的是題圖乙。(3)圖丁是測(cè)量Rx的實(shí)物圖，圖丁中已連接了部分導(dǎo)線。請(qǐng)根據(jù)(2)中所選的電路圖，補(bǔ)充完整圖中實(shí)物間的連線。答案：見(jiàn)解析圖(a)根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖如圖(a)所示。(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖戊所示，圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U-I圖線。由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝_________________Ω。(保留2位有效數(shù)字)答案：見(jiàn)解析圖(b)4.4(4.3～4.7均可)圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，且使大多數(shù)點(diǎn)在一條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè)，描點(diǎn)連線如圖(b)所示。

圖線斜率即為金屬絲阻值，則Rx＝

Ω≈4.4Ω。(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以算出金屬絲電阻率約為_(kāi)___(填選項(xiàng)前的字母)。A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·m D．1×10－8Ω·mC由R＝ρ，S＝π，取d≈4×10－4m、l＝0.5m、Rx＝4.4Ω，解得ρ≈1×10－6Ω·m，故C正確。(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差，本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的是_____(填選項(xiàng)前的字母)A．用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C．若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)，可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差D．用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差CD系統(tǒng)誤差是由儀器的某些不完善或?qū)嶒?yàn)方法不夠完善等原因產(chǎn)生的，其測(cè)量結(jié)果總是偏大或偏?。慌既徽`差具有隨機(jī)性，可以通過(guò)多次測(cè)量取平均值來(lái)減小偶然誤差，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤。(2023·浙江1月選考)在“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中：(1)測(cè)量一段金屬絲電阻時(shí)所用器材和部分電路連線如圖1所示，圖中的導(dǎo)線a端應(yīng)與___(選填“－”“0.6”或“3”)接線柱連接，b端應(yīng)與_____(選填“－”“0.6”或“3”)接線柱連接。開(kāi)關(guān)閉合前，圖1中滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于_____(選填“左”或“右”)端。例20.60.6左實(shí)驗(yàn)中用兩節(jié)干電池供電，則題圖1中的導(dǎo)線a端應(yīng)與

“0.6”接線柱連接，電壓表測(cè)電阻兩端的電壓，則金屬絲的電阻較小，電流表外接誤差較小，故b端應(yīng)與“0.6”接線柱連接。為了保護(hù)電表，開(kāi)關(guān)閉合前，題圖1中滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于左端。(2)合上開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，得到多組U和I數(shù)據(jù)。甲同學(xué)由每組U、I數(shù)據(jù)計(jì)算電阻，然后求電阻平均值；乙同學(xué)通過(guò)U-I圖像求電阻。則兩種求電阻的方法更合理的是_____(選填“甲”或“乙”)。乙乙同學(xué)通過(guò)U-I圖像求電阻，可減少實(shí)驗(yàn)的誤差，則乙同學(xué)求電阻的方法更合理。(3)兩同學(xué)進(jìn)一步探究用鎳鉻絲將滿(mǎn)偏電流Ig＝300μA的表頭G改裝成電流表。如圖2所示，表頭G兩端并聯(lián)長(zhǎng)為L(zhǎng)的鎳鉻絲，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使表頭G滿(mǎn)偏，毫安表示數(shù)為I。改變L，重復(fù)上述步驟，獲得多組I、L數(shù)據(jù)，作出I-圖像如圖3所示。則I-圖像斜率k＝___________mA·m。若要把該表頭G改裝成量程為9mA的電流表，需要把長(zhǎng)為_(kāi)_____________m的鎳鉻絲并聯(lián)在表頭G兩端。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)2.3(2.1～2.5)0.26(0.24～0.28)由題圖3可知I-圖像斜率k＝mA·m≈2.3mA·m法一：由電路可知Igrg＝(I－Ig)ρ解得I＝Ig＋

由此可知I-圖像斜率k＝

，縱軸截距表示表頭G的滿(mǎn)偏電流Ig由題圖3可得

＝2.3mA·m由題意知Ig＝0.3mA若要把該表頭G改裝成量程為9mA的電流表，則并聯(lián)的電阻ρ即

解得L′≈0.26m；法二：延長(zhǎng)圖線可知，當(dāng)I＝9.0mA時(shí)，

＝3.8m－，即L′≈0.26m。對(duì)點(diǎn)練．利用如圖甲所示的電路測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω。帶有刻度尺的木板上有a和b兩個(gè)接線柱，把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上。在電阻絲上夾上一個(gè)帶有接線柱c的小金屬夾，沿電阻絲移動(dòng)金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度?？晒┻x擇的器材還有：電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻約為1Ω)；電流表A1(量程0～100mA，內(nèi)阻約為5Ω)；電流表A2(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)；電阻箱R(0～999.9Ω)；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A．用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑；B．將選用的實(shí)驗(yàn)器材，按照?qǐng)D甲連接實(shí)驗(yàn)電路；C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大；D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表滿(mǎn)偏，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；E．改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表再次滿(mǎn)偏，重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；F．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材。(1)某次測(cè)量電阻絲直徑d時(shí)，螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖乙所示，則d＝______________mm。0.732(或0.731)根據(jù)螺旋測(cè)微器讀數(shù)規(guī)則可得d＝0.5mm＋23.2×0.01mm＝0.732mm。(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇_____(選填“A1”或“A2”)。A1根據(jù)題意，電路中可能出現(xiàn)的最大電流為Imax＝

≈0.14A＝140mA，故電流表選擇A1即可。(3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的R-L關(guān)系圖線。圖線在R軸的截距為R0，在L軸的截距為L(zhǎng)0，再結(jié)合測(cè)出的電阻絲直徑d，寫(xiě)出電阻絲的電阻率表達(dá)式ρ＝________(用給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示)。由閉合電路的歐姆定律可知E＝I(R＋r＋RA＋R電阻絲)＝I，即R＝

－r－RA－

·L，由已知條件和題圖丙可知，k＝

，解得ρ＝

。(4)本實(shí)驗(yàn)中，電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果___(選填“有”或“無(wú)”)影響。無(wú)由ρ＝

可知，本實(shí)驗(yàn)中電流表的內(nèi)阻RA對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。類(lèi)型二拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(2023·廣東高考)某興趣小組設(shè)計(jì)了測(cè)量鹽水電導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：電源E(電動(dòng)勢(shì)恒定，內(nèi)阻可忽略)；毫安表(量程15mA，內(nèi)阻可忽略)；電阻R1(阻值500Ω)、R2(阻值500Ω)、R3(阻值600Ω)和R4(阻值200Ω)；開(kāi)關(guān)S1和S2；裝有耐腐蝕電極板和溫度計(jì)的有機(jī)玻璃樣品池；導(dǎo)線若干。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算。例3(1)電路連接圖(a)為實(shí)驗(yàn)原理圖。在圖(b)的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，只有R4一端的導(dǎo)線還未連接，該導(dǎo)線應(yīng)接到R3的_____(填“左”或“右”)端接線柱。右根據(jù)題圖(a)為電路可知，R4右端的導(dǎo)線應(yīng)接到R3的右端接線柱。(2)鹽水電導(dǎo)率和溫度的測(cè)量①測(cè)量并記錄樣品池內(nèi)壁的長(zhǎng)寬高。在樣品池中注滿(mǎn)待測(cè)鹽水②閉合開(kāi)關(guān)S1，________開(kāi)關(guān)S2，毫安表的示數(shù)為10.0mA，記錄此時(shí)毫安表的示數(shù)；計(jì)算得到流過(guò)樣品池的電流I1為_(kāi)_______mA斷開(kāi)40.0②閉合開(kāi)關(guān)S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，毫安表的示數(shù)為10.0mA,則通過(guò)電阻R4的電流為I4＝根據(jù)電路構(gòu)造可知，流過(guò)樣品池的電流為I1＝I3＋I(xiàn)4＝40.0mA③________開(kāi)關(guān)S2，毫安表的示數(shù)為15.0mA，記錄此時(shí)毫安表的示數(shù)；計(jì)算得到流過(guò)樣品池的電流I2為_(kāi)_______mA。④斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，測(cè)量并記錄鹽水的溫度。閉合60.0③閉合開(kāi)關(guān)S2，毫安表的示數(shù)為15.0mA，則流過(guò)R4的電流為I4′＝

，流過(guò)樣品池的電流為I2＝I3′＋I(xiàn)4′＝60.0mA。(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算得到樣品池兩電極板間待測(cè)鹽水的電阻為_(kāi)____Ω，進(jìn)而可求得該溫度時(shí)待測(cè)鹽水的電導(dǎo)率。100設(shè)待測(cè)鹽水的電阻為R0，根據(jù)閉合電路歐姆定律，開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)時(shí)E＝I1

開(kāi)關(guān)S2閉合時(shí)E＝I2代入數(shù)據(jù)解得R0＝100Ω。創(chuàng)新點(diǎn)評(píng)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新：測(cè)量鹽水的電導(dǎo)率。2．測(cè)量方法創(chuàng)新：毫安表內(nèi)阻不計(jì)，利用“毫安表與R3串聯(lián)”當(dāng)成電壓表使用，計(jì)算出通過(guò)R4的電流，從而間接測(cè)量出流過(guò)樣品池的電流。

(2023·遼寧高考)導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹(shù)脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆?，F(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長(zhǎng)樣品(固態(tài))，某同學(xué)欲測(cè)量其電阻率，設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路圖，實(shí)驗(yàn)步驟如下：例4a．測(cè)得樣品截面的邊長(zhǎng)a＝0.20cm；b．將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁間左右移動(dòng)；c．將丙調(diào)節(jié)至某位置，測(cè)量丙和某探針之間的距離L；d．閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使電流表示數(shù)I＝0.40A，讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S；e．改變丙的位置，重復(fù)步驟c、d，測(cè)量多組L和U，作出U-L圖像如圖(b)所示，得到直線的斜率k?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)L是丙到_____(填“甲”“乙”或“丁”)的距離；乙由題圖(a)可知，電壓表測(cè)的是乙、丙探針之間的樣品兩端的電壓，從題圖(b)中可以看出L越大，電壓表示數(shù)U越大，且U-L圖像的延長(zhǎng)線過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，在串聯(lián)電路中電壓表所測(cè)電阻部分的阻值越大，電壓越大，說(shuō)明L為電壓表所測(cè)樣品部分的長(zhǎng)度，即L是丙到乙的距離。(2)寫(xiě)出電阻率的表達(dá)式ρ＝________(用k、a、I表示)；電阻決定式為R＝ρ，其中所測(cè)樣品橫截面積為S＝a2，可得ρ＝

＝

，其中電阻R＝

，得ρ＝

，由題圖(b)可知，U-L圖像的斜率為k＝

，所以該樣品的電阻率可以表示為ρ＝

。(3)根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ＝__________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。6.5×10－5由題圖(b)可知斜率為k＝

＝6.5V/m，代入電阻率的表達(dá)式解得ρ＝

Ω·m＝6.5×10－5Ω·m。創(chuàng)新點(diǎn)評(píng)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新：測(cè)量導(dǎo)電漆的電阻率。2．實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新：用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長(zhǎng)樣品(固態(tài))為測(cè)量對(duì)象。3．?dāng)?shù)據(jù)處理創(chuàng)新：利用U-L圖像的斜率k＝

求解導(dǎo)電漆的電阻率。

對(duì)點(diǎn)練1．(2022·湖北高考)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后，為測(cè)量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。(1)該小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑D，示數(shù)如圖甲所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______mm。再用游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度L。3.700用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑D，其讀數(shù)為3.5mm＋20.0×0.01mm＝3.700mm。(2)該小組用如圖乙所示的電路測(cè)量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω，定值電阻R0的阻值為20.0Ω，電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1，閉合S1，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對(duì)應(yīng)讀數(shù)I，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。R/ΩI/A/A－15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中繪制出-R圖像。再將S2置于位置2，此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得Rx＝________Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。最后可由表達(dá)式ρ＝_________(用D、L、Rx表示)得到該材料的電阻率。R/ΩI/A/A－15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.506.0由電路可知，當(dāng)將S2置于位置1，閉合S1時(shí)E＝I(RA＋R0＋r＋R)，即

，由題圖丙可知

＝V－1，解得E≈12V，

＝2A－1，解得r＝3.0Ω，再將S2置于位置2，此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A，則E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)，解得Rx＝6.0Ω，根據(jù)Rx＝ρ

＝ρ，解得ρ＝

。＝

(3)該小組根據(jù)圖乙電路和圖丙的-R圖像，還可以求得電源電動(dòng)勢(shì)E＝_____V，內(nèi)阻r＝_____Ω。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)123.0由(2)可知E＝12V，r＝3.0Ω。(4)持續(xù)使用后，電源電動(dòng)勢(shì)降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測(cè)得電路的電流，仍根據(jù)原來(lái)描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測(cè)量值會(huì)________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。偏大根據(jù)表達(dá)式E＝I′(r＋R0＋RA＋Rx)，因電源電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，則當(dāng)電流表有相同讀數(shù)時(shí)，代入原圖像中的斜率及截距得到的Rx的值偏大，即Rx的測(cè)量值偏大。對(duì)點(diǎn)練2．(2022·廣東高考)

彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器敏感元件，某同學(xué)測(cè)量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長(zhǎng)之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：(1)裝置安裝和電路連接：如圖(a)所示，導(dǎo)電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖(b)所示的電路中。(2)導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度L及其電阻Rx的測(cè)量①將導(dǎo)電繩拉伸后，用刻度尺測(cè)量并記錄A、B間的距離，即為導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度L。②將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到最右端。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)R，使電壓表和電流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和I1。③閉合S2，電壓表的示數(shù)________(選填“變大”或“變小”)。調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為U，記錄電流表的示數(shù)I2，則此時(shí)導(dǎo)電繩的電阻Rx＝________(用I1、I2和U表示)。④斷開(kāi)S1，增大導(dǎo)電繩拉伸量，測(cè)量并記錄A、B間的距離，重復(fù)步驟②和③。變?、坶]合S2后，并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電壓表的示數(shù)變小。加在導(dǎo)電繩兩端的電壓為U，流過(guò)導(dǎo)電繩的電流為I2－I1，因此導(dǎo)電繩的電阻Rx＝

。(3)該電壓表內(nèi)阻對(duì)導(dǎo)電繩電阻的測(cè)量值_____(選填“有”或“無(wú)”)影響。無(wú)在閉合S2之前，電流表I1的示數(shù)包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流，閉合S2之后，加在電壓表兩端的電壓保持不變，因此流過(guò)電壓表和定值電阻的總電流仍為I1，故流過(guò)導(dǎo)電繩的電流是I2－I1，與電壓表內(nèi)阻無(wú)關(guān)，電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。(4)圖(c)是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的Rx-L圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機(jī)械臂上，當(dāng)機(jī)械臂彎曲后，測(cè)得導(dǎo)電繩的電阻Rx為1.33kΩ，則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為_(kāi)_______cm，即為機(jī)械臂彎曲后的長(zhǎng)度。51.80由題圖(c)可知，導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為51.80cm。返回課時(shí)測(cè)評(píng)1．(10分)(2024·山東煙臺(tái)模擬)一根細(xì)長(zhǎng)、均勻的內(nèi)芯為絕緣材料的金屬管線樣品，橫截面外緣為正方形，如圖甲所示。此金屬管線樣品長(zhǎng)約30cm、電阻約10Ω，已知這種金屬的電阻率為ρ，因管芯絕緣材料截面形狀不規(guī)則，無(wú)法直接測(cè)量其橫截面積。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量管芯橫截面積S的電學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，現(xiàn)有如下器材可選：A．毫米刻度尺B．螺旋測(cè)微器C．電流表A1(量程0～600mA，內(nèi)阻約為1.0Ω)D．電流表A2(量程0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)E．電壓表V(量程0～3V，內(nèi)阻約為6kΩ)F．滑動(dòng)變阻器R1(2kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A)

G．滑動(dòng)變阻器R2(10Ω，允許通過(guò)的最大電流2A)H．蓄電池E(電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻約為0.05Ω)I．開(kāi)關(guān)一個(gè)、帶夾子的導(dǎo)線若干(1)上述器材中，應(yīng)該選用的電流表是______，滑動(dòng)變阻器是_____(填寫(xiě)選項(xiàng)前字母代號(hào))；GC由題意可知，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，電壓表量程為0～3V，而由于待測(cè)電阻約為10Ω，則電流最大為I＝

＝0.3A，故不能選用量程為0～3A的電流表，故電流表選A1，即C；滑動(dòng)變阻器總阻值太大不方便調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的R2，即G。(2)若某次用螺旋測(cè)微器測(cè)得樣品截面外緣正方形邊長(zhǎng)如圖乙所示，則其值為_(kāi)_______mm；0.730由題圖乙所示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為23.0×0.01mm＝0.230mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0.5mm＋0.230mm＝0.730mm。(3)要求盡可能測(cè)出多組數(shù)據(jù)，你認(rèn)為在圖丙、丁、戊、己中選擇的電路圖是________；丙由于電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于金屬管線的電阻，電流表應(yīng)采用外接法；為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法，故選擇電路圖丙。(4)若樣品截面外緣正方形邊長(zhǎng)為a、樣品長(zhǎng)為L(zhǎng)、電流表示數(shù)為I、電壓表示數(shù)為U，則計(jì)算內(nèi)芯橫截面積的表達(dá)式為S＝__________。根據(jù)歐姆定律有R＝

，根據(jù)電阻定律有R＝ρ，故橫截面積為S0＝

，故金屬管線內(nèi)芯橫截面積的表達(dá)式為S＝a2－

。2．(10分)在測(cè)量金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，選擇一根粗細(xì)均勻的合金絲來(lái)進(jìn)行測(cè)量。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖甲所示的部件________(選填“A”“B”“C”或“D”)，合金絲的直徑的測(cè)量值為_(kāi)_______mm。

B0.410為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊鎖緊裝置B。由題圖甲可知，合金絲的直徑的測(cè)量值為d＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。(2)某次測(cè)量中，若測(cè)出合金絲接入電路部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為d，合金絲兩端電壓為U，電流為I，則該合金電阻率的表達(dá)式ρ＝______(用上述字母和通用數(shù)學(xué)符號(hào)表示)。

根據(jù)題意，由部分電路歐姆定律可得，電阻絲的電阻R＝根據(jù)電阻定律得R＝

解得電阻率為ρ＝

。(3)在本實(shí)驗(yàn)中，為了減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的偶然誤差，在物理量測(cè)量時(shí)都進(jìn)行了多次測(cè)量。伏安法測(cè)電阻時(shí)，要用每一組的電壓值與電流值求電阻，然后求電阻的平均值。如果將電壓值和電流值分別求平均值，然后再用它們的平均值來(lái)計(jì)算電阻，這樣計(jì)算________(選填“正確”或“不正確”)。

不正確如果將電壓值和電流值分別求平均值，然后再用它們的平均值來(lái)計(jì)算電阻，這樣計(jì)算是不正確的，因?yàn)闅W姆定律中導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體中的電流是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的。(4)利用測(cè)出的電阻率可以幫助我們解決實(shí)際問(wèn)題。有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的該金屬材料管線樣品，其截面為外方內(nèi)圓，如圖乙所示。正方形邊長(zhǎng)為a，而管線內(nèi)徑d′太小無(wú)法直接測(cè)量。已知此樣品長(zhǎng)度為L(zhǎng)′，電阻率為ρ′。為了測(cè)出內(nèi)徑d′，有位同學(xué)想出一個(gè)方法，他只測(cè)出了電阻R′，就計(jì)算出了內(nèi)徑d′，請(qǐng)寫(xiě)出內(nèi)徑d′的計(jì)算式d′＝____________。

根據(jù)題意，由電阻定律可得R′＝ρ′又有S′＝a2－聯(lián)立可得d′＝

。3．(10分)用如圖甲所示的電路測(cè)量某種電解液的電阻率，其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細(xì)管，細(xì)管上加有閥門(mén)K，可以控制玻璃管內(nèi)電解液的量，玻璃管兩端接有導(dǎo)電活塞(活塞電阻不計(jì))，右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)，電解液裝滿(mǎn)時(shí)電阻值約為30Ω，可供選擇的器材如下：A．電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1Ω)B．電流表A1(量程為0～100mA，內(nèi)阻約為5Ω)C．電流表A2(量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)D．電阻箱RE．游標(biāo)卡尺、刻度尺F．開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d；②根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，按圖甲連接好電路；③調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開(kāi)關(guān)；④將左活塞向右移動(dòng)，使活塞與玻璃管中的電解液充分接觸，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿(mǎn)偏，記錄電阻箱的電阻值R和玻璃管中電解液的長(zhǎng)度L；⑤打開(kāi)閥門(mén)K，適當(dāng)放出一定量的電解液，將左活塞右移，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表再次滿(mǎn)偏。重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和玻璃管中電解液的長(zhǎng)度L；⑥斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整理好器材。(1)測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖乙所示，則d＝______mm。30.80游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為3.0cm＝30mm，游標(biāo)尺上第16個(gè)刻度和主尺上刻度對(duì)齊，所以最終讀數(shù)為30.00mm＋0.05mm×16＝30.80mm。(2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇_____(選填“A1”或“A2”)。根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)和待測(cè)電解液的大約電阻可估算出電流的大約值為I＝取R＝0時(shí)，可得I≈A≈0.083A＜100mA，故應(yīng)選電流表A1。A1(3)用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對(duì)應(yīng)的玻璃管中電解液的長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的R-L關(guān)系圖線，如果圖中縱軸的截距用R0表示，橫軸的截距用L0表示，玻璃管的內(nèi)徑用d表示，則實(shí)驗(yàn)中電解液的電阻率表達(dá)式ρ＝______，用圖丙中的截距數(shù)據(jù)和游標(biāo)卡尺的示數(shù)計(jì)算出的電解液的電阻率ρ＝___________Ω·m(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。7.4×10－3由實(shí)驗(yàn)電路圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律