考点41 实验：测量金属丝的电阻率-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（全国通用）

考点41 实验：测量金属丝的电阻率 （核心考点精讲精练） 1. 5年真题考点分布 实验：测量金属丝的电阻率 2023·全国乙卷·T23 2023·北京卷·T16 2023·广东卷·T12 2022·全国甲卷·T22 2021·山东卷·T14 2020·全国卷Ⅰ·T22　2 2018·全国卷Ⅰ·T23 2018·全国卷Ⅲ·T23 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近几年高考主要考查：实验原理、数据处理和注意事项 【备考策略】 1.熟悉“金属丝电阻率的测量”的基本原理及注意事项. 2.掌握测电阻率的电路图及误差分析． 【命题预测】 注意实验与实际生活相结合，尤其要注意实验的拓展 1．实验原理(如图所示) 由R＝ρ得ρ＝＝，因此，只要测出金属丝的长度l、直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ. 2．实验器材 被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺． 3．实验过程 (1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d. (2)连接好用伏安法测电阻的实验电路． (3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量多次，求出其平均值l. (4)把滑动变阻器的滑片调到最左(填“左”或“右”)端． (5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内． (6)将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝中，计算出金属丝的电阻率． 4．注意事项 (1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法． (2)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量多次，求其平均值． (3)测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值． (4)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用0～0.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大． (5)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线要尽可能地通过较多的点，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去． 5．误差分析 (1)金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差． (2)测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响，因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρ，知ρ测<ρ真． (3)通电电流过大、时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差． 考向1 教材原型实验 求R的平均值时可用两种方法 (1)用R＝分别算出各次的数值，再取平均值． (2)用U－I图线的斜率求出． （2023·全国·统考高考真题）一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空： （1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S （2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I= ，金属丝的电阻 。（结果均用、、表示） （3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： （） 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43 （） 0.97 1.21 1.45 1.94 2.43 （4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。 （5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为 mm。多次测量后，得到直径的平均值恰好与d相等。 （6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率 。（保留2位有效数字） （2023秋·广东深圳·高三深圳市罗湖外语学校校考期末）某实验小组测量一捆长度为L=100m铜芯线的电阻率，实验如下： （1）如图1所示，用螺旋测微器测得铜芯的直径为 mm； （2）如图2所示，取整捆铜芯线、2节干电池和相关器材，为了使电压表示数能从零开始连续调节，请补充连接好实物电路 ； （3）正确连接实物电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得电流表示数为2.00A，此时电压表示数如图3所示，则其示数为 V。计算得到铜芯线的电阻率为 = （计算结果保留两位有效数字）； （4）实验小组查阅教材得知：在t0=20ºC时铜的电阻率为=1.7×10