備考2024屆高考物理一輪復(fù)習強化訓練第十章恒定電流實驗十一測量金屬絲的電阻率測量電阻的四種創(chuàng)新方法方法1差值法測電阻

測量電阻的四種創(chuàng)新方法方法1差值法測電阻電流表差值法電壓表差值法電路圖基本原理定值電阻R0中的電流I0＝I2－I1，電流表A1兩端的電壓U1＝（I2－I1）R0定值電阻R0兩端的電壓U0＝U2－U1，電壓表V1中的電流I1＝U可測物理量（1）若R0為已知量，可求得電流表A1的內(nèi)阻r1＝（I（2）若r1為已知量，可求得R0＝I（1）若R0為已知量，可求得電壓表V1的內(nèi)阻r1＝U1U2（2）若r1為已知量，可求得R0＝U2－1.[電流表差值法/2024山東齊魯名校質(zhì)量聯(lián)合檢測]某科技小組要測量某種電阻材料的電阻率，他們找來一根用該材料制成的粗細均勻的電阻絲，該電阻絲的阻值大約為10Ω.（1）首先用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則該電阻絲的直徑d＝8.000mm.（2）他們又精確測量該電阻絲的阻值Rx.除待測電阻絲外，實驗室還提供了下列器材：電流表A1（量程為0～1A，內(nèi)阻約為0.4Ω）；電流表A2（量程為0～10mA，內(nèi)阻為10Ω）；定值電阻R1（阻值為10Ω）；定值電阻R2（阻值為100Ω）；定值電阻R3（阻值為1000Ω）；滑動變阻器R4（最大阻值為5Ω，額定電流為3A）；電源（電動勢為12V，內(nèi)阻為0.5Ω）.①因為實驗室沒有提供電壓表，該實驗小組用電流表A2和定值電阻改裝成所需要的電壓表，定值電阻應(yīng)選用R3.（選填“R1”“R2”或“R3”）②在圖乙中將實驗電路補充完整.（待測金屬絲用“”表示）（3）用刻度尺測得電阻絲接入電路中的長度為10.10cm.（4）電流表A1的示數(shù)用I1表示，電流表A2的示數(shù)用I2表示，該小組通過調(diào)節(jié)滑動變阻器進行了多次測量，以I1為縱軸，I2為橫軸，根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出的圖像如圖丙所示，則所測電阻材料的電阻率約為5.1×10－3Ω·m.（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）解析（1）由題圖甲可知，螺旋測微器的讀數(shù)為8.000mm.（2）電流表A2和定值電阻改裝成的電壓表的最大讀數(shù)為U＝10mA×（10Ω＋R），定值電阻R選用R3時，改裝后的電壓表量程為0～10.1V，略小于電源電動勢，若選用R1或R2，改裝后的量程會比電源電動勢小很多，實驗時不安全或測量范圍偏小，故應(yīng)選用R3.②如圖所示的連接方式可準確測量Rx兩端的電壓和通過Rx的電流.（4）由題意可知，I2（R3＋RA2）＝（I1－I2）Rx，又Rx＝ρlπ（d2）2，結(jié)合題圖丙并代入數(shù)據(jù)解得2.[電壓表差值法]在測量定值電阻阻值的實驗中，提供的實驗器材如下：電壓表V1（量程為3V，內(nèi)阻r1＝3kΩ），電壓表V2（量程為5V，內(nèi)阻r2＝5kΩ），滑動變阻器R（額定電流為1.5A，最大阻值為100Ω），待測定值電阻Rx，電源E（電動勢為6.0V，內(nèi)阻不計），開關(guān)S，導(dǎo)線若干.回答下列問題：（1）實驗中滑動變阻器應(yīng)采用分壓（選填“限流”或“分壓”）式接法；（2）將如圖甲所示的虛線框中的電路原理圖補充完整；圖甲圖乙（3）根據(jù)下表中的實驗數(shù)據(jù)（U1、U2分別為電壓表V1、V2的示數(shù)），在圖乙給出的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)點，并繪制U2－U1圖像；測量次數(shù)12345U1/V1.001.502.002.503.00U2/V1.612.413.214.024.82（4）由U2－U1圖像得到待測定值電阻的阻值Rx＝1.82×103Ω（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（5）完成上述實驗后，若要繼續(xù)采用該實驗原理測定另一個定值電阻Ry（阻值約為700Ω）的阻值，在不額外增加器材的前提下，要求實驗精度盡可能高，請在圖丙的虛線框內(nèi)畫出你改進的電路圖.圖丙答案（1）分壓（2）如圖1所示（3）如圖2所示（4）1.82×103（5）如圖3所示圖1圖2解析（1）由于各電壓表的電阻值比較大，為了讓待測電阻分得較大電壓，滑動變阻器要選擇分壓式接法.（2）完整的電路圖如圖1所示.（3）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)繪制的U2－U1圖像如圖2所示.（4）根據(jù)實驗電路圖，有Rx＝U2－U1U1r1，變形得U2＝Rx＋r1r1U1，則圖線的斜率為k＝Rx＋r1r1，又根據(jù)U2－U1圖像可得斜率k＝4（5）因待測電阻Ry（阻值約為700Ω）的阻值較小，若仍與電壓表V1串聯(lián)，則Ry所