《2025年教材完全解读高中物理必修第三册粤教版》

1.(2025·广东检测·知识点 1、2)某同学测量一个圆柱体导体的电阻率，需要测量圆柱体导体的尺寸和电阻。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体导体的长度和直径，某次测量的示数如图甲、乙所示，长度为 5.01cm，直径为 0.5315cm。
(2)按图丙连接电路后，实验操作如下：
①将滑动变阻器$R_{1}$的滑片置于最右(填“左”或“右”)端处；将$S_{2}$拨向接点 1，闭合$S_{1}$，调节$R_{1}$，使电流表示数为$I_{0}$；
②将电阻箱$R_{2}$的阻值调至最大(填“大”或“小”)，$S_{2}$拨向接点 2；保持$R_{1}$不变，调节$R_{2}$，使电流表示数仍为$I_{0}$，此时$R_{2}$阻值为 1280 Ω。
(3)由此可知，圆柱体导体的电阻为 1280Ω。

(4)根据以上数据可以算出该圆柱体导体的电阻率，以下选项最接近计算结果的是B。
A.$0.2 \Omega· m$
B.$0.6 \Omega· m$
C.$1.5 \Omega· m$

答案： 1.
(1)5.01 0.5315
(2)①右 ②大
(3)1280
(4)B
[解析]
(1)根据10分度游标卡尺的读数规则可知，精确度为0.1mm，长度的读数为$l = 50mm + 1 × 0.1mm = 50.1mm = 5.01cm$。根据螺旋测微器的读数规则可知，直径的读数为$d = 5mm + 31.5 × 0.01mm = 5.315mm = 0.5315cm$。
(2)①滑动变阻器$R_1$的滑片应先置于最大阻值处，故应在右端处。
②在$S_2$拨向接点2之前，电阻箱$R_2$的阻值也应调至最大，以防电流过大，损坏仪器。
(3)由等效替代的原理可知，圆柱体导体的电阻为1280Ω。
(4)根据电阻定律可知$R = \rho\frac{l}{S} = \rho\frac{l}{\frac{\pi d^2}{4}}$，整理得$\rho = \frac{\pi d^2R}{4l} \approx 0.6\Omega · m$，故选B。

2.(知识点 2·能力点 1、2)某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验。将已知直径为$d$的待测金属丝固定在接线柱$a$、$b$上，在金属丝上安装一个小金属滑片$c$，连接好电路，电路中$R_{0}$是保护电阻。已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻，电压表的分流作用可以忽略不计。闭合开关后，电流表的示数为$I_{0}$，调节滑片$c$的位置，分别测出长度$L$及所对应的电压值$U$，然后作出$U - L$图像，如图乙所示。

A B C D
(1)图丙中 A、B、C、D 四个测量电路应选 A电路。
(2)根据所选电路图在图甲中进行实物连线。
(3)测得图乙的图线的斜率为$k$，由此可得该金属丝的电阻率为$\frac{\pi d^2}{4I_0}k$。

答案：
2.
(1)A
(2)如图所示。
(3)$\frac{\pi d^2}{4I_0}k$

[解析]
(1)待测电阻是金属丝ac部分，依题意采用电流表外接法，故选A电路；
(2)如图所示；
(3)由实验原理$R = \frac{U}{I_0} = \rho\frac{l}{S},S = \pi(\frac{d}{2})^2$，得$\rho = \frac{\pi d^2U}{4I_0L}$，又$k = \frac{U}{L}$，故$\rho = \frac{\pi d^2}{4I_0}k$。

3.(知识点 2·能力点 1、2)在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：$R_{x}$(阻值约 4 Ω，额定电流约 0.5 A)；
电压表：V(量程 0~3 V，内阻约 3 kΩ)；
电流表：$A_{1}$(量程 0~0.6 A)，$A_{2}$(量程 0~3 A)；
电源：$E_{1}$(输出电压 3 V)，$E_{2}$(输出电压 12 V)；
滑动变阻器：$R$(最大阻值约 20 Ω)；
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关 S；导线。
若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选 $A_{1}$，电源应选$E_{1}$(均填器材代号)，画出电路图。

答案：
3.$A_1$ $E_1$ 如图所示。

[解析]实验器材选择的一般步骤是：①选出唯一性器材；②画电路图(暂不接入电流表、电压表)；③估算电流和电压的最大值，在考虑电表指针有较大偏转但不超过量程的情况下，结合已知实验器材的规格，确定实验电路和其他实验器材。因此要善于进行电路的估算。通过估算确定实验器材。由于待测电阻$R_x$阻值约为4Ω，额定电流约为0.5A，电流表量程选0.6A，即$A_1$；根据欧姆定律可得待测金属丝两端最大电压约为$U = IR_x = 2V$，所以电源选$E_1$。因此，电路图如图所示。