微練36　實(shí)驗(yàn)11測(cè)量金屬絲的電阻率-2026版大一輪高中物理（解析版）

微練36實(shí)驗(yàn)11:測(cè)量金屬絲的電阻率1.(2024·江蘇卷)有一塊長(zhǎng)方體霍爾元件，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，如圖甲所示。為了測(cè)量該霍爾元件的電阻率，進(jìn)行了如下操作。(1)用多電電表測(cè)量電阻，沿ab方向測(cè)得的電阻為10Ω，沿bc方向的電阻如圖乙所示，由圖讀出沿bc方向的電阻為300Ω。

(2)某同學(xué)根據(jù)如圖丙所示的電路圖連接實(shí)物圖丁，請(qǐng)判斷連接錯(cuò)誤的區(qū)域是A區(qū)。

(3)測(cè)量bc方向的電阻時(shí)，手頭有兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，應(yīng)選擇B(填選項(xiàng)字母)。

A.滑動(dòng)變阻器:最大阻值為5Ω，允許通過(guò)的最大電流為1.0AB.滑動(dòng)變阻器:最大阻值為500Ω，允許通過(guò)的最大電流為0.5A(4)接通開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放在最右端(填“最左端”或“最右端”)。

(5)測(cè)量小電阻時(shí)，用微安表(量程0~100μA，內(nèi)阻約為4Ω)，測(cè)得電阻率為1.15Ω·m，測(cè)量大電阻時(shí)，用電流表(量程0~100mA，內(nèi)阻約為1Ω)，測(cè)得電阻率為1.32Ω·m，小明說(shuō)，沿ab方向的電阻小，所測(cè)量的誤差小，請(qǐng)判斷是否正確?簡(jiǎn)述理由:錯(cuò)誤；理由見(jiàn)解析。

解析(1)沿bc方向的電阻為3×100Ω=300Ω。(2)連接錯(cuò)誤的區(qū)域是A區(qū)域，電壓表的左邊接線柱應(yīng)該連接到電阻的左端。(3)因bc方向的電阻約為300Ω，則測(cè)量bc方向的電阻時(shí)，應(yīng)該選擇與待測(cè)電阻阻值相當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)變阻器B。(4)接通開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)放在阻值最大的最右端位置。(5)沿ab方向的電阻約為10Ω，若用內(nèi)阻約為4Ω的微安表測(cè)量電流，微安表的分壓作用明顯，誤差較大；沿bc方向的電阻約為300Ω，用內(nèi)阻約為1Ω的電流表測(cè)量電流，電流表分壓作用較小，誤差較小，所以小明的說(shuō)法錯(cuò)誤。2.某同學(xué)為探究滑動(dòng)變阻器的分壓特性，設(shè)計(jì)如圖甲所示電路，選取兩個(gè)最大阻值不同的滑動(dòng)變阻器，研究滑片P從A移到B的過(guò)程中定值電阻R0兩端的電壓變化。(1)按照?qǐng)D甲連接圖乙所示的實(shí)物圖，實(shí)物圖中閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最左端(填“最左端”或“最右端”)。

實(shí)物圖見(jiàn)解析(2)測(cè)量R0兩端電壓U與對(duì)應(yīng)xL(x為圖甲中A、P間的長(zhǎng)度，L為AB的長(zhǎng)度)，實(shí)驗(yàn)中得到兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的數(shù)據(jù)如下表:以xL為橫軸、U為縱軸，在如圖丙所示的方格紙中用描點(diǎn)法作出圖線U1-xL與U2項(xiàng)目123456789101112x00.100.200.300.400.500.600.700.800.900.951.00U1/V00.240.420.580.730.901.091.331.642.092.402.82U2/V00.090.120.140.170.210.260.330.480.821.272.83圖像見(jiàn)解析(3)用圖甲所示電路測(cè)量“正常發(fā)光時(shí)阻值與R0近似相等小燈泡”的伏安特性曲線時(shí)，應(yīng)選用圖線U1-xL(填“U1-xL”或“U2-xL”)對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)變阻器，說(shuō)明選擇該滑動(dòng)變阻器的理由:選用U1-xL對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)電壓變化較均勻，解析(1)實(shí)物圖連接如圖(a)所示。實(shí)物圖中閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，R0兩端的電壓應(yīng)從零開(kāi)始，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最左端。(2)根據(jù)描點(diǎn)法作出圖線如圖(b)所示。(3)應(yīng)選用U1-xL對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)時(shí)電壓變化較均勻，方便操作或選用U2-xL對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)待測(cè)元件兩端電壓較大時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片單位移動(dòng)距離對(duì)應(yīng)電壓變化過(guò)大3.(2025·吉林模擬)導(dǎo)電膠具有粘合和導(dǎo)電功能，在醫(yī)療輔助中有廣泛應(yīng)用。某研究性學(xué)習(xí)小組為探究某種導(dǎo)電膠材料的電阻率，把導(dǎo)電膠裝入玻璃管中，導(dǎo)電膠兩端通過(guò)電阻不計(jì)的金屬片與導(dǎo)線相連，如圖甲所示。(1)在裝入導(dǎo)電膠之前，先用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑，如圖乙所示，該玻璃管內(nèi)徑為2.25cm。

(2)用多用電表粗略測(cè)得該導(dǎo)電膠電阻約為30Ω，為精確測(cè)量其電阻阻值，現(xiàn)有3.0V的干電池組、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:A.電壓表0~3V，內(nèi)阻約1kΩB.電流表0~20mA，內(nèi)阻Rg=50ΩC.定值電阻1ΩD.定值電阻12.5ΩE.滑動(dòng)變阻器0~10Ω①由于電流表量程偏小，需要對(duì)電流表進(jìn)行合理改裝，改裝時(shí)應(yīng)選D(填器材前面的序號(hào))作為分流電阻R0。

②將圖丙中所示器材符號(hào)連線，畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電壓和電流的測(cè)量范圍盡可能大。見(jiàn)解析圖③測(cè)出電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I，則該導(dǎo)電膠電阻R=

(U-IRg)R0I(R0+Rg)(用U解析(1)10分度游標(biāo)卡尺的精確值為0.1mm，由題圖乙可知該玻璃管內(nèi)徑為d=22mm+5×0.1mm=22.5mm=2.25cm。(2)①估測(cè)電路可達(dá)到的最大電流為I=330A=0.1A，應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻，其阻值為R0=IgRgI-Ig=0.02×500.1-0.02Ω②由于改裝后的電流表內(nèi)阻已知，所以電流表采用內(nèi)接法；由于滑動(dòng)變阻器最大阻值較小，同時(shí)要滿(mǎn)足電壓和電流的測(cè)量范圍盡可能大，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，則電路如圖所示。③測(cè)出電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I，則流經(jīng)導(dǎo)電膠的電流I1=I+IR0=I+IRgR0=IR0+RgR0，導(dǎo)電膠兩端電壓為U1=U-4.(2024·江西卷)某小組欲設(shè)計(jì)一種電熱水器防觸電裝置，其原理是:當(dāng)電熱管漏電時(shí)，利用自來(lái)水自身的電阻，可使漏電電流降至人體安全電流以下。為此，需先測(cè)量水的電阻率，再進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。(1)如圖(a)所示，在絕緣長(zhǎng)方體容器左右兩側(cè)安裝可移動(dòng)的薄金屬板電極，將自來(lái)水倒入其中，測(cè)得水的截面寬d=0.07m和高h(yuǎn)=0.03m。(2)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:電流表(量程300μA，內(nèi)阻RA=2500Ω)、電壓表(量程3V或15V，內(nèi)阻未知)、直流電源(3V)、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線。請(qǐng)?jiān)趫D(a)中畫(huà)線完成電路實(shí)物連接。實(shí)物圖連線見(jiàn)解析(3)連接好電路，測(cè)量26℃的水在不同長(zhǎng)度l時(shí)的電阻值Rx。將水溫升到65℃，重復(fù)測(cè)量。繪出26℃和65℃水的Rx-l圖線，分別如圖(b)中甲、乙所示。(4)若Rx-l圖線的斜率為k，則水的電阻率表達(dá)ρ=kdh(用k、d、h表示)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度高(填“高”或“低”)的水更容易導(dǎo)電。

(5)測(cè)出電阻率后，擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為保證出水量不變，選用內(nèi)直徑為8.0×10-3m的水管。若人體的安全電流為1.0×10-3A，熱水器出水溫度最高為65℃，忽略其他電阻的影響(相當(dāng)于熱水器220V的工作電壓直接加在水管兩端)，則該水管的長(zhǎng)度至少應(yīng)設(shè)計(jì)為0.46m(保留2位有效數(shù)字)。

解析(2)電源電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表量程選擇3V；由于電流表的內(nèi)阻已知，故采用電流表內(nèi)接時(shí)，可以消除系統(tǒng)誤差，電流表采用內(nèi)接法，實(shí)物圖連線如圖。

(4)根據(jù)電阻定律Rx=ρldh=ρdh·l，得k=ρdh，整理得ρ=kdh。電阻率越小更