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2创新实验提升

这是一份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2创新实验提升，共4页。试卷主要包含了实验原理的改进，实验器材的改进，实验方法的迁移应用，数据处理的改进等内容，欢迎下载使用。

1．实验原理的改进
测量电阻时还可应用等效替代法、电桥法、双电流表法、双电压表法等。
2．实验器材的改进
(1)实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密地缠绕在圆柱形铅笔上30～50匝，测总长度，然后求出直径。
(2)本实验中可以把电压表、电流表更换为电压传感器、电流传感器。
(3)实验中需要电压表或电流表而题目给出的量程不合适或没有给出时，可考虑用改装后的电压表或电流表。
3．实验方法的迁移应用
根据R＝ρeq \f(L,S)，实验不仅能测量电阻率，还可测量导线长度、横截面积、直径等。
4．数据处理的改进
(1)改变金属丝的电阻作R－L图像。
(2)在I不变的情况下，作U－L图像。
►考向1 实验原理和器材的创新
(2023·广东卷)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源E(电动势恒定，内阻可忽略)；毫安表(量程15 mA，内阻可忽略)；电阻R1(阻值500 Ω)、R2(阻值500 Ω)、R3(阻值600 Ω)和R4(阻值200 Ω)；开关S1和S2；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图。在图(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的 右 (填“左”或“右”)端接线柱。
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高，在样品池中注满待测盐水；
②闭合开关S1， 断开 开关S2，毫安表的示数为10.0 mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I1为 40.0 mA；
③ 闭合 开关S2，毫安表的示数为15.0 mA，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流I2为 60.0 mA；
④断开开关S1，测量并记录盐水的温度。
(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 100 Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
[解析] (1)根据图(a)为电路可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱。
(2)②闭合开关S1，断开开关S2，毫安表的示数为10.0 mA，则通过电阻R4的电流为I4＝eq \f(I3R3,R4)
根据电路构造可知，流过样品池的电流为I1＝I3＋I4＝40.0 mA。
③闭合开关S2，毫安表的示数为15.0 mA，则流过R4的电流为I4′＝eq \f(I3′R3,R4)
流过样品池的电流I2为I2＝I3′＋I4′＝60.0 mA。
(3)设待测盐水的电阻为R0，根据闭合电路的欧姆定律，开关S2断开时
E＝I1eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(R0＋R2＋\f(R3R4,R3＋R4)))
开关S2闭合时
E＝I2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(R0＋\f(R1R2,R1＋R2)＋\f(R3R4,R3＋R4)))
代入数据解得R0＝100 Ω。
►考向2 数据处理的改进
(2023·辽宁卷)导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品(固态)，某同学欲测量其电阻率，设计了如图(a)所示的电路图，实验步骤如下：
a．测得样品截面的边长a＝0.20 cm；
b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；
c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L；
d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I＝0.40 A，读出相应的电压表示数U，断开开关S；
e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U－L图像如图(b)所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
(1)L是丙到 乙 (填“甲”“乙”或“丁”)的距离；
(2)写出电阻率的表达式ρ＝eq \f(ka2,I) (用k、a、I表示)；
(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ＝ 6.5×10－5 Ω·m(保留两位有效数字)。
[解析] (1)由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。
(2)根据电阻定律有R＝ρeq \f(L,a2)
再根据欧姆定律有R＝eq \f(U,I)
联立有U＝eq \f(ρI,a2)L
则ρ＝eq \f(ka2,I)。
(3)根据图像可知k＝6.5 V/m
则根据(2)代入数据有
ρ＝6.5×10－5 Ω·m。