2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业38测定金属丝的电阻率

这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业38测定金属丝的电阻率，共5页。
1．[2022·全国甲卷]某同学要测量微安表内阻，可利用的实验器材有：电源E(电动势1.5V，内阻很小)，电流表(量程10mA，内阻约10Ω)，微安表(量程100μA，内阻Rg待测，约1kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值10Ω)，定值电阻R0(阻值10Ω)，开关S，导线若干．
(1)将图中所示的器材符号连线，画出实验电路原理图；
(2)某次测量中，微安表的示数为90.0μA，电流表的示数为9.00mA，由此计算出微安表内阻Rg＝________Ω.
2．[2022·浙江卷1月]小明同学根据图1(表示一节干电池)的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”．实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个eq \f(U,I)的值，作出eq \f(U,I)­l图像，如图2中图线a所示．
(1)在实验中使用的是________(选填“0～20Ω”或“0～200Ω”)的滑动变阻器．
(2)在某次测量时，电压表的指针位置如图3所示，则读数U＝________V.
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10－8m2，则合金丝甲的电阻率为________Ω·m(结果保留2位有效数字).
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的eq \f(U,I)­l图像，由图可知合金丝甲的横截面积________(选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积．
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3．[2023·江苏常州八校联考]某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．
(1)用螺旋测微器测量其直径如图甲所示，可知其直径为________mm.
(2)先用多用电表粗测其阻值：该同学选择“×10”倍率挡，用正确的操作步骤测量时，发现指针偏转角度太大．为了较准确地进行测量，应该选择________(选填“×1k”“×100”或“×1”)倍率挡，并重新欧姆调零，正确操作并读数，此时刻度盘上的指针位置如图乙所示，测量值为________Ω.
(3)某同学再用图丙所示电路测量其电阻值，V1、V2是规格相同的两个电压表，内阻无穷大；R0为定值电阻．
①用笔画线代替导线，在图丁中补全实物连线．
②实验室有三种规格的定值电阻，阻值分别为2Ω、20Ω、200Ω，R0应选择阻值为________Ω的定值电阻．
③V1、V2两电压表读数分别为U1、U2，则元件D的阻值表达式为________(用已知物理量的字母表示).
④若电压表内阻不是无穷大，元件D电阻的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值．
4．一同学探究阻值约为550Ω的待测电阻Rx在0～5mA范围内的伏安特性．可用器材有：电压表(量程为3V，内阻很大)，电流表(量程为1mA，内阻为300Ω)，电源E(电动势约为4V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10Ω或1.5kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75Ω或150Ω)，开关S，导线若干．
(1)要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；
(2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为________(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75Ω”或“150Ω”)的定值电阻；
(3)测量多组数据可得Rx的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时Rx两端的电压为________V，流过Rx的电流为________mA，此组数据得到的Rx的阻值为________Ω(保留3位有效数字).
课时分层作业（三十八）
1．解析：流过电阻R0的电流I0＝I－Ig＝9mA－0.09mA＝8.91mA，由欧姆定律可知，Rg＝eq \f(I0R0,Ig)＝eq \f(8.91×10,0.09)Ω＝990Ω.
答案：（1）如图所示 （2）990
2．解析：（1）根据题意，实验过程中要保证电流表示数不变，由图2可知合金丝甲的总电阻不到10Ω，为方便调节，应选择0～20Ω的滑动变阻器．
（2）电源为1节干电池，所以电压表量程为0～3V，故读数为1.32V.
（3）根据欧姆定律可得eq \f(U,I)＝R＋RA＝eq \f(ρ,S)l＋RA，可知图线的斜率k＝eq \f(ρ,S)，图中a图线的斜率为ka＝eq \f(7.4－4.0,0.44－0.20)≈14.17Ω·m－1，则ρa＝kaSa＝14.17×7.0×10－8Ω·m＝9.9×10－7Ω·m.
（4）假设是两个一样的合金丝甲并联，并联之后斜率为k′a＝eq \f(1,2)ka≈7Ω·m－1，但实际上另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与甲并联之后斜率为kb＝3.75Ω·m－1，说明并联后的总电阻更小，则合金丝乙的横截面积更大．
答案：（1）0～20Ω （2）1.32（1.31～1.34均可）
（3）9.9×10－7（9.8×10－7～1.0×10－6均可）
（4）小于
3．解析：（1）由图甲可知，螺旋测微器读数为3mm＋20.5×0.01mm＝3.205mm.
（2）多用电表欧姆挡指针偏转角度太大，说明所选倍率挡过大，故应换较小的“×1”倍率挡，再进行测量．由图乙可知，测量值为15.0Ω.
（3）①根据电路图．连接实物图如图所示．②V1、V2是规格相同的两个电压表，实验中应控制两电压表示数不超量程，也不易过大或过小，为方便操作和减小误差，应控制两电压表示数相近，则元件D和R0阻值应尽量相近，故R0应选择阻值为20Ω的定值电阻．③根据串、并联特点可知，eq \f(U1,RD)＝eq \f(U2,R0)，解得RD＝eq \f(U1,U2)R0.④本实验中通过元件D和电压表V1的总电流等于通过定值电阻和电压表V2的总电流，因为两电压表阻值相同，定值电阻略大于元件D的阻值，根据并联分流原则，可知通过元件D的电流略大于通过定值电阻的电流，故由eq \f(U2,R0)所得的通过元件D的电流值偏小，又所测元件D两端的电压为真实值，根据欧姆定律可知，元件D的测量值大于真实值．
答案：（1）3.205（3.204～3.206均可） （2）×1 15.0 （3）①见解析图 ②20 ③eq \f(U1,U2)R0 ④大于
4．解析：（1）要求通过Rx的电流可在0～5mA范围内连续可调，则应用滑动变阻器的分压式接法，电流表的量程为1mA，需测到5mA，则要对电流表改装，与其并联一个电阻R0，电压表的内阻很大，则电流表采用外接法．
（2）滑动变阻器采用分压式接法，R应选最大阻值较小的滑动变阻器；电流表量程1mA改装为量程5mA，则R0＝eq \f(U,I)＝eq \f(1mA×300Ω,5mA－1mA)＝75Ω，故R0应选阻值为75Ω的定值电阻．
（3）电压表的分度值为0.1V，读数时需估读到分度值的下一位，读数为2.30V，电流表的分度值为0.02mA，此时示数为0.84mA，考虑到改装关系，流过Rx的电流为5×0.84mA＝4.20mA，利用R＝eq \f(U,I)解得Rx≈548Ω.
答案：（1）如图所示 （2）10Ω 75Ω （3）2.30 4.20 548