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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

贵州省2024-2025学年高三上学期半期联考监测试卷【名师把脉】

利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:

电池组E(电动势为3.0V,内阻约为1Ω);

电流表A1(量程0~100mA,内阻约为5Ω);

电流表A2(量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω);

电阻箱R(0~999.9Ω);

开关、导线若干。

实验操作步骤如下:

A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;

B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路;

C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大;

D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;

E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表再次满偏,重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;

F.断开开关,整理好器材。

(1)某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图乙所示,则d=mm。

(2)实验中电流表应选择(选填“A1”或“A2”)。

(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线。图线在R轴的截距为R0 , 在L轴的截距为L0 , 再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式ρ=(用给定的物理量符号和已知常数表示)。

(4)本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果影响(选填“有”或“无”)。

举一反三
某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后,为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率,进行了如下实验探究。

(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D,示数如图甲所示,其读数为{#blank#}1{#/blank#}mm。再用游标卡尺测得其长度L。

(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω,定值电阻R0的阻值为20.0Ω,电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1,闭合S1 , 多次改变电阻箱R的阻值,记下电流表的对应读数I,实验数据见下表。

R/Ω

I/A

/A-1

5.0

0.414

2.42

10.0

0.352

2.84

15.0

0.308

3.25

20.0

0.272

3.68

25.0

0.244

4.10

30.0

0.222

4.50

根据表中数据,在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2,此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得{#blank#}2{#/blank#}Ω(结果保留2位有效数字)。最后可由表达式{#blank#}3{#/blank#}得到该材料的电阻率(用D、L、表示)。

(3)该小组根据图乙的电路和图丙的图像,还可以求得电源电动势{#blank#}4{#/blank#}V,内阻{#blank#}5{#/blank#}Ω。(结果均保留2位有效数字)

(4)持续使用后,电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置,测得电路的电流,仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会{#blank#}6{#/blank#}(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

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