2024届高考物理新一轮复习专题强化试卷:第十章 实验十 导体电阻率的测量
展开1.(2023·浙江温州市月考)小亮同学设计了如图甲所示的电路来测量某种电阻丝的电阻率.
(1)闭合开关S1、S2,调节电阻箱,当电压表读数为2.00 V时,电流表示数如图乙所示,I=________ A,电阻丝电阻的测量值为________ Ω(保留三位有效数字),此测量值________真实值(选填“大于”“等于”或“小于”).
(2)断开S2,通过改变接线夹接触电阻丝的位置来调节接入电路中电阻丝的长度,并通过改变电阻箱的阻值,使电流表示数保持不变.记录接入电路中电阻丝的长度L和对应电阻箱的阻值R,作出“R-L”图线,如图丙所示.电阻丝的电阻率记为ρ、直径记为d,图线斜率的绝对值为k,则电阻率的表达式ρ=________.
(3)小亮同学测出金属丝的直径d=0.35 mm,由此可求得金属丝的电阻率为________ Ω·m(计算结果保留两位有效数字).
2.(2023·湖南省雅礼中学模拟)一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如图甲所示.此金属管线样品长约30 cm、电阻约10 Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,因管芯绝缘材料截面形状不规则,无法直接测量其横截面积.请你设计一个测量管芯截面积S的电学实验方案,现有如下器材可选:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程0~600 mA,内阻约为1.0 Ω)
D.电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω)
E.电压表V(量程0~3 V,内阻约为6 kΩ)
F.滑动变阻器R1(2 kΩ,允许通过的最大电流0.5 A)
G.滑动变阻器R2(10 Ω,允许通过的最大电流2 A)
H.蓄电池E(电动势为6 V,内阻约为0.05 Ω)
I.开关一个、带夹子的导线若干
(1)上述器材中,应该选用的电流表是________,滑动变阻器是________(填写选项前字母代号).
(2)若某次用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示,则其值为________ mm.
(3)要求尽可能测出多组数据,你认为在图丙、丁、戊、己中选择的电路图是________.
(4)若样品截面外缘正方形边长为a、样品长为L、电流表示数为I、电压表示数为U,则计算内芯截面积的表达式为S=________________.
3.(2023·江苏南通市模拟)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A、B、C使用的先后顺序应该为____________(填字母);测得该合金丝的直径为d=________ mm;
(2)请根据表格中数据,在图乙中用笔画线代替导线把电路连接补充完整;
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
电流I/A | 0 | 0.08 | 0.11 | 0.15 | 0.19 | 0.27 | 0.38 |
电压U/V | 0 | 0.19 | 0.29 | 0.44 | 0.60 | 0.80 | 1.15 |
(3)小明在实验室找了两节干电池进行实验,正确连接电路后,发现调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数变化范围非常小,原因是____________________________________;
(4)正确连接电路后,小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度L=59.99 cm,闭合开关,调节滑动变阻器,读出多组电压表和电流表的示数,在方格纸上作出U-I图像如图丙,发现图像是一条倾斜直线,计算该合金丝电阻R=______________ Ω,该合金丝电阻率ρ=__________ Ω·m(π取3,结果均保留2位有效数字).
4.(2023·湖南长沙市长郡中学高三模拟)为测量甲、乙金属丝的电阻率,小明同学设计了如图(a)、(b)所示的两种实验方案,已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变.
(1)小明先进行了如图(a)方案的测量;
①他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙两根不同金属丝的直径,示数分别如图(c)、图(d)所示.则两根金属丝直径的测量值分别为:d甲=________ mm、d乙=________ mm;
②实验过程中,小明先将甲金属丝接入电路,并用米尺测出甲金属丝接入电路中的长度l=50.00 cm.闭合开关后移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录了两电表的测量数据如下表所示,其中5组数据的对应点他已经标在如图(e)所示的坐标纸上,请你标出余下一组数据的对应点,并在图(e)中画出U-I图线;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
U/V | 0.90 | 1.20 | 1.50 | 1.80 | 2.10 | 2.40 |
I/A | 0.18 | 0.24 | 0.30 | 0.37 | 0.43 | 0.49 |
③该方案测得的甲金属丝的电阻率ρ=__________ Ω·m(π取3.14,计算结果保留两位有效数字);
(2)小明又用如图(b)方案测量乙金属丝的电阻率,实验中他可以通过改变接线夹(即图(b)中滑动变阻器符号上的箭头接触金属丝的位置),以控制接入电路中金属丝的长度;
①实验操作步骤:
a.正确连接电路,设定电阻箱的阻值,闭合开关
b.读出电流表的示数,记录接线夹的位置
c.断开开关,测出接入电路的金属丝的长度
d.闭合开关,重复b、c的操作
②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据,绘出如图(f)所示的关系图线,由图可以算出图线的斜率为k,已测得乙金属丝的直径为d乙,已知电源的电动势为E、内阻为r.则乙金属丝的电阻率为________________________;(写出电阻率的计算式)
(3)电表的内阻可能使实验产生系统误差,图(b)方案电阻率测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.
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