第42讲 重点实验：测量金属丝的电阻率（复习讲义）（湖南专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第42讲 重点实验：测量金属丝的电阻率 目录 01考情解码·命题预警 2 02体系构建·思维可视 3 03核心突破·靶向攻坚 4 考点一 基础实验方案 4 知识点1 实验原理与操作 4 知识点2 验数据处理及误差分析 4 考向1 验原理与操作 5 考向2 据处理与误差分析 9 考点二 实验创新考法 12 知识点 实验创新方案 12 考向1 实验原理改进 13 考向2实验器材的改进 15 考向3 实验方法的改进 18 04真题溯源·考向感知 22 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 测定金属丝的电阻率 选择题 非选择 2025·湖南·高考物理第12题 2024·湖南·高考物理第12题 考情分析： 1.命题形式：单选题非选择题 2.命题分析：湖南高考对测定金属丝的电阻率这个实验的考查频度较高，考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查 3.备考建议：本讲内容备考时候，必须熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项，掌握测金属丝电阻率的电路图、数据处理及误差分析 4.命题情境：实验原型、实验创新题型。 5.常用方法：图像法 复习目标： 1.熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项。 2.掌握测金属丝电阻率的电路图、数据处理及误差分析 3.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究 考点一 基础实验方案 知识点1 实验原理与操作 原理装置图 操作 要领 (1)测量直径：用螺旋测微器在金属导线三个不同位置各测一次直径(要估读)。 (2)电路连接：连接好伏安法测电阻的实验电路。 (3)测量长度：用毫米刻度尺测金属导线接入电路的有效长度3次(要估读)。 (4)测量U、I：改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应电流表、电压表的示数。 知识点2 实验数据处理及误差分析 1．数据处理 (1)计算Rx的两种方法。 ①计算法：用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。 ②图像法：画出U-I图像，U-I图像的斜率等于Rx。 (2)计算电阻率：将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率。 2．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)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。 (3)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，反复测量三次，求其平均值。 (4)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。 (5)闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。 (6)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。 (7)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，连线时要尽可能地通过较多的点，其余各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 3．误差分析 (1)金属丝的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 (3)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。 考向1 实验原理与操作 例1 （2025·湖南省邵阳市高三下学期第二次联考）某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率． (1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径 mm； (2)要测量金属丝的电阻，尽可能减小误差，根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示的电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最 （填“左”或“右”）端，闭合开关S，分别调节R和，记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表的示数和电压表的示数，某次电压表的示数如图丙所示，此读数为 V； (3)根据测得的多组、、R值，作出图像，若图像为直线且斜率为k，则可求得金属丝的电阻 ； (4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率 （用k、d、L表示）； (5)该实验中，金属丝的电阻的测量有系统误差，主要是由电压表 （“”、“”或“和”）分流引起的． 【答案】(1)0.620 (2) 左 1.60 (3)k (4) (5) 【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规则，该读数为； （2）闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最左端使其电阻最大，电压表的读数为1.60V； （3）根据串联电路特点和欧姆定律有，解得，据题意有； （4）根据公式，得，其中，，解得； （5）由于电压表分流，通过的电流大于引起系统误差． 【变式训练】（2025·河北石家庄·模拟预测）某同学通过实验测量阻值约为5Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。 (1)该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源（电动势为3.0V，内阻不计），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），开关和导线若干，以及下列器材： A、电流表（量程0~3A，内阻约0.025Ω） B、电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） C、滑动变阻器（0~5Ω，3A） D、滑动变阻器（0~1000Ω，0.5A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ；（选填实验器材前的字母） (2)电压表应连接 点（选填“M”或“N”）。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在 （选填“左端”或“右端”）； (3)测得金属丝的直径为d，长度为L，电阻为R，则该金属丝电阻率测量值的表达式 。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“小于”）； (4)材料的电阻率随温度t变化的规律为，其中是材料在0℃时的电阻率，α为电阻温度系数，在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。不同材料的α可能为正数也可能为负数。 该同学设想利用两种材料制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。若在0℃时，A材料的电阻率为，电阻温度系数为，B材料的电阻率为，电阻温度系数为，用A、B两种材料制成横截面积为S，长度分别为L1和L2的导线，将两段导线串联成一个导体，S、L1、L2均不随温度变化。当L1、L2满足 关系时，导体的电阻在0℃附近不随温度变化，若使该导体的电阻等于R，则L1、L2与R的关系式为R= 。 【答案】(1) B C (2) 左端 (3) 小于 (4) 【详解】（1）[1]电路最大电流约为 故电流表应选择B； [2]滑动变阻器采用分压式接法，应选阻值小的电阻，故为方便实验操作滑动变阻器应选择C。 （2）[1] 由题意可知 则 故电流表应选择外接法，即电压表应连接点； [2] 滑动变阻器采用分压式接法，为保护电路闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在左端。 （3）[1] 由电阻定律得 解得 [2] 电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻的测量值小于真实值，则电阻率的测量值小于真实值。 （4）[1]由电阻定律得， 在时， 导体的电阻在附近不随温度变化，则 整理得 [2]由电阻定律和串联电路的性质可知，该导体的电阻阻值 思维建模 (1)电表的选择 ①电流表的选择 思路一：根据电路中的最大电流来选择。 思路二：根据用电器的额定电流来选择。 ②电压表的选择 思路一：根据被测电阻上的最大电压来选择。 思路二：根据电源电动势选择。 (2)电表的接法：电流表和电压表选定以后，可根据和的大小关系判断应采用电流表内接法还是外接法。若＞，应采用电流表外接法；若＜，应采用电流表内接法。 (3)实物图连线 总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负。 ①对于限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)。 ②对于分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)。 考向2 数据处理与误差分析 例2 （2025·湖南省怀化市第一中学高三下学模拟））在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。已知待测金属丝的阻值约为。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。在测电阻时，可供选择的器材有： 电源（电动势为3V，内阻约为）； 电流表（量程为，内阻约为）； 电压表（量程为，内阻约为）； 滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）； 滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；开关一个，导线若干。 (1)在上述器材中，若想尽量多测几组数据，应该选用的滑动变阻器是 。（均填写仪器的字母代号） (2)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其中某一次的测量结果如图甲所示，其示数应为 mm（该值接近多次测量的平均值）。 (3)根据测量的实验数据，实验小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应的坐标点。请在图乙中描绘出图线。 (4)根据以上数据可以估算出该金属丝的电阻率约为______（填选项前的符号）。 A． B． C． D． 【答案】(1) (2)0.396/0.397/0.398/0.399 (3) (4)C 【详解】（1）若想尽量多测几组数据，滑动变阻器应采用分压式连接，故滑动变阻器应选择阻值较小的，故选择。 （2）螺旋测微器的读数。 （3）测量数据的各点要用直线连接起来，让各点均匀分部在其两侧，离得较远的点舍去，因此可以得到下图 （4）根据图像可以得出金属丝的电阻为 又由电阻定律， 代入数据 【变式训练1·变考法】（2025·北京海淀·一模）2025届长沙市雅礼中学高三下学期模在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为。 (1)用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约）、电流表（内阻约、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器，额定电流、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量是采用图中的 图（选填“甲”或“乙”）。 (2)如图2所示是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端，请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 (3)这个小组的同学在坐标纸上建立、坐标系，如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、6次测量数据的坐标点，并描绘出图线 ，由图线得到金属丝的阻值 （保留两位有效数字）。 (4)该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照（1）中图甲和图乙的电路图正确连接电路和规范操作。将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，探究电压表示数与滑片移动距离间的关系，滑动变阻器电阻丝的总长度为。请在图4中定性画出图甲和图乙电路对应的关系图像，并分别用甲和乙标出。 【答案】(1)甲 (2) (3) 4.3/4.4/4.5/4.6/4.7 (4) 【详解】（1）由题中表格数据可知，待测金属丝电阻大约为 若选择乙图，则电路中的最小电流为 可见选乙图电路中的最小电流大于表格中的最小电流，故选乙图不可以，甲图为分压式电路，若选甲图，待测金属丝流过的电流可以从零开始，故选甲图。 （2）实物连接如图所示 （3）[1]图线如图所示 [2]根据U-I图线可得金属丝的电阻为 （4）图甲中，时，滑片位于滑动变阻器最左端，电压表示数为零，图乙中，时，滑片位于滑动变阻器最右端，电压表示最小 图甲中，时，滑片位于滑动变阻器最右端，电压表示数最大 图乙中，时，滑片位于滑动变阻器最左端，电压表示数最大 由于，所以，即图线甲的最大值小于图线乙的最大值。 图乙中，滑片移动距离为时，滑动变阻器接入电路中的有效长度为 设金属丝的横截面积为S，则电压表的示数为 综合分析可知随着x的增大，电压表示数增大得越快。图甲中当x很小时，干路中的电阻较大，滑动端移动一个小距离时引起的电压变化量较小，当x接近L时，干路电阻较小，滑动端移动一个小距离时引起的电压变化量较大，即随着x的增大，电压表示数增大得越快。故图像为 考点二 实验创新考法 知识点 实验创新方案 1　实验原理的改进：利用电桥法测电阻丝电阻，进而测出电阻率 2　实验器材的改进：将电阻丝换成管装电解液，测该电解液的电阻率 3　实验思路的改进：先测工件电阻率，进而测出不同形状工件截面积或边长 考向1 实验原理改进 例1 （2025湖南省长沙市湖南师范大学附属中学高三下学期一模） 为测定某种材料的电阻率，设计如下实验：图（乙）为测量原理电路图，R1、R2是由长度相同、表面涂有绝缘膜（厚度不计）的电阻丝并排紧密绕制在同一根圆柱形绝缘陶瓷棒上的螺旋电阻（图甲），R1材料电阻率为ρ，R2由待测材料制成，R0为滑动变阻器，V1、V2为已知量程的电压表。请回答下列问题： （1）在闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到__________（选填“左端”或“右端”）。 （2）测得R1的螺旋长度为l1，R2的螺旋长度为l2，两电阻的匝数相同，则制成电阻R1与R2的电阻丝的横截面之比为__________。 （3）某次测量中V1、V2表的示数分别为U1、U2，则待测电阻丝的电阻率__________（用U1、U2、l1、l2、ρ表示）。 （4）考虑V1、V2表的内阻对实验误差的影响，在电路中加了一个灵敏电流计G（图丙）来判断。闭合开关，灵敏电流计中有从a向b的微小电流，则（3）中测量结果相对于真实值__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】（1）左端 （2） （3） （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 在闭合开关前，应将滑动变阻器全部接入电路，保证电路接通时电路电流最小，电路安全，故滑到左端。 【小问2详解】 根据题意可得， 而S与直径的平方成正比，故横截面积之比为。 【小问3详解】 根据欧姆定律 可知， 根据电阻定律 联立可得待测材料电阻率为 【小问4详解】 由a向b的微小电流可得 由此可知，测量结果相对于真实值偏小 考向2 实验器材的改进 例2（2025·湖北·三模）某段导体是由横截面相同、材料不同的两段导体。无缝连接而成，电阻率ρ₁已知，L₂的电阻率ρ₂未知。 (1)先用螺旋测微器测量其直径，如图甲所示，其读数d= mm。 (2)为了测量L₂的电阻率ρ₂，兴趣小组同学只有一只内阻较大的电压表，于是设计了如图乙所示电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图丙所示，则导体。的电阻率为 （用ρ₁表示）； (3)考虑电压表内阻影响带来的误差属于 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。 【答案】(1)4.077/4.078/4.079 (2) (3)系统误差 【详解】（1）直径 根据电阻定律,有 （2）根据欧姆定律，有 联立可得 结合题图可知，导体、的电阻率之比 ，故 （3）电压表内阻影响带来的误差属于系统误差。 【变式训练】（2025·江西·模拟预测）某同学通过如图甲所示的实验电路图测量金属丝的电阻率，已知定值电阻的阻值为，电压表V1的内阻为。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图乙所示，金属丝的直径 mm。 (2)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应该置于 （填“左”或“右”）端。 (3)测得金属丝的长度为L，直径为d，当电压表V1的示数为时，电压表V2的示数为，则金属丝的电阻率 （用、、、、L、d表示）。 【答案】(1)0.730 (2)左 (3) 【详解】（1）金属丝直径的测量值 （2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于左端，使电压表的示数为零。 （3）根据串、并联电路特点及欧姆定律有 根据电阻定律有 其中 解得 考向3 实验方法的改进 例3某兴趣小组测定某种由带状卷成圆盘状的导电物质的电阻率，如图甲所示。 (1)他们先用螺旋测微器测出单层带的厚度为d，这种物质表面镀了一层绝缘介质，其厚度不计，用游标卡尺测出带的宽度L、圆盘内径D1和外径D2，其中单层带厚度d远小于(D2－D1)。宽度L的读数如图乙所示，则宽度L＝__________mm。 (2)然后用伏安法测这根带的电阻，在带的两端引出两个接线柱，先用欧姆表粗测其电阻约为500 Ω，再将其接入测量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材： A．电源E(电动势为4 V，内阻约为0.5 Ω) B．电压表V(量程为15 V，内阻约为5 000 Ω) C．电流表A1(量程为300 mA，内阻约为2 Ω) D．电流表A2(量程为250 mA，内阻为2 Ω) E．滑动变阻器R1(总阻值为10 Ω) F．滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω) G．定值电阻R0＝10 Ω H．开关和导线若干 ①要更好地调节和较为精确地测定其电阻，则以上不必要的器材有________(填器材前面的序号)。 ②在方框内画出实验电路图并标出所用器材符号。 ③若测出的电阻为R，则其电阻率为ρ＝________(用d、D1、D2、L、R表示)。 【答案】：(1)9.9　(2)①BF　②见解析图 ③ 【解析】：(1)由题图乙可知，宽度L＝9 mm＋9×0.1 mm＝9.9 mm。 (2)①由于电源电动势为4 V，而电压表的量程为15 V太大，不利于读数；滑动变阻器R2总阻值为100 Ω偏大，不利于调节，产生误差较大。所以不需要的器材为B、F。 ②将电流表A2与定值电阻R0串联改装成电压表，并将电流表A1外接，从而减小测量电流和电压的误差，同时采用滑动变阻器分压式接法，如图所示 ③若测出的电阻为R，则根据电阻定律可以得到：R＝ρ整理可以得到：ρ＝。 【变式训练1·变情境】如图，是一根粗细均匀、中空的柱形导电元件，其横截面及中空部分均为正方形。某同学想测量中空部分正方形的边长a的大小，但由于a太小，无法直接测出，于是他设计了如下的实验进行测量，已知该元件的长度及电阻率。该同学进行了如下实验步骤： （1）用螺旋测微器测得该元件的横截面外边长； （2）用多用电表粗测该元件的电阻阻值，多用电表的电阻挡有：“×1”、“×10”、“×100”和“×1k”四挡．当选用“×100”挡测量时，发现指针偏转的角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图所示，则该元件的电阻值约为 Ω。 （3）为精确地测量该导电元件的电阻阻值，可供选择的实验器材如下：   A．待测导电元件； B．电流表（量程，内阻为）； C．电流表（量程，内阻约为）； D．电流表（量程，内阻约为）； E．滑动变阻器R（，额定电流为）； F．定值电阻； G．定值电阻； H．直流电源E（电动势约为，内阻不计）； I．开关一只，导线若干．则： ①应选择的电流表为 （选填所选器材后的字母序号）。并将实验电路图画在答题卡图中虚线框内，并标明所选器材后的字母代号 （其中，部分电路已画出）。 ②实验中调节滑动变阻器，测得多组电流值I、，做出的图像如图所示，可得该导电元件的电阻测量值为 Ω，该元件横截面的内边长a为 mm（结果均保留3位有效数字）． 【答案】 110 100 1.50 【详解】（2）[1]选用“×100”挡测量时，发现指针偏转角度过大，说明指针所指示数过小，为了使指针所指示数变大，因此要减小倍率，选择“×10”挡，则由图乙可读得该原件的电阻值为； （3）[2] [3]待测电阻约为，电路中的最大电流故电流表选择A2；电源的电动势12V，实验器材中没有电压表，因此需要将用已知内阻的电流表进行改装，内阻已知的电流表只有A1，故电流表还需选择A1； 要改装的电压表的量程需接近电源电压，根据欧姆定律，定值电阻可知定值电阻需选用350Ω的R1。由于滑动变阻器的阻值较小，因此要采用分压式接法；由于改装表支路的电流可以准确测出，因此电流表A2要采用外接法，电路图如图所示： [4] [5] 根据实验电路原理图结合欧姆定律，可得待测电阻化简得根据图像的斜率解得待测电阻由电阻定律有代入数据解a=1.50mm 1．（2024·江西·高考真题）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。 （1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽和高。 （2）现有实验器材：电流表（量程,内阻）、电压表（量程或,内阻未知）、直流电源、滑动变阻器、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接 。 （3）连接好电路，测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到，重复测量。绘出和水的图，分别如图（b）中甲、乙所示。 （4）若图线的斜率为k，则水的电阻率表达 （用k、d、h表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。 （5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为，忽略其他电阻的影响（相当于热水器的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（保留两位有效数字） 【答案】 高 0.46 【详解】（2）[1]电源电动势为，故电压表量程选择；由于电流表的内阻已知，故采用电流表内接时，可以消除系统误差，故电流表采用内接法，实物图如下： （4）[2]根据电阻定律 故可得 得 [3]电阻率越小更容易导电，根据图像可知的水的电阻率更小，故可知温度高的水更容易导电。 （5）[4]根据前面分析可知的水的电阻率为 故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，接入电压时，得 解得水管的长度至少应设计为 2．（2024·山东·高考真题）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压0~16V） 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测铅笔芯R（X型号、Y型号）； 游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 mm； (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 （填“1”或“2”）端； (3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示，求得电阻RY= Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω； (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率 （填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。 【答案】(1)2.450 (2)1 (3)1.91 (4)大于 【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为 （2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端； （3）根据图丙的I-U图像，结合欧姆定律有 （4）根据电阻定律 可得 两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据可知 3．（2024·湖南·高考真题）某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。 （1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所示，示数为 V，此时金属丝阻值的测量值R为 Ω（保留3位有效数字）； （2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值； （3）根据测量数据绘制R—p关系图线，如图（d）所示； （4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的 侧（填“左”或“右”）； （5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】 1.23 12.3 右侧 小于 【详解】（1）[1]电压表量程为0—3V，分度值为0.1V，则电压表读数需估读一位，读数为1.23V，[2]根据欧姆定律可知，金属丝的测量值 （4）[3]根据图（d）可知气压越小电阻越大，再根据 U = IR 可知压强p减小，则电阻R增大，故电压增大，电压表的指针位置应该在题图（c）中指针位置的右侧。 （5）[4]电流表采用外接法会导致电压表分流，即 ， 即I测偏大，故R测 < R真。 4．（2024·江苏·高考真题）某同学在实验室测定金属块的电阻率，电路如图1所示，除被测金属块（图2）外，还有如下实验器材可供选择： A．直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计； B．电流表：量程，内阻约为1Ω； C．电流表：量程，内阻约为4Ω； D．电压表V：量程0~3V，内阻约为3kΩ； E.滑动变阻器:0~10Ω； F.滑动变阻器:0~50Ω； G.开关、导线等 (1)用多电电表欧姆档粗测金属块电阻，测得A、B端电阻，测C、D端电阻时的示数如图3所示，则 。 (2)测C、D端电阻时滑动变阻器应选 （填实验器材前字母序号） (3)实物连线如图4所示，其中4个区域，连错的部分是 。 (4)连通电路时，滑动变阻阻滑片应置于最 端（选填“左”或“右”）。 (5)实验中测量A、B间电阻时选用电流表，测量A、B间电阻时选用电流表，经过一系列测量后得到金属块的电阻率和。 1.02 1.06 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量A、B间电阻时所用的电流表的内阻更小，你认为小明的说法是否正确，说明你的理由 。 【答案】(1)330 (2)F (3)② (4)右 (5)错误；理由见解析 【详解】（1）由图可得，多用电表欧姆当选用“×100”倍率，则C、D端电阻 ； （2）由图1可得，滑动变阻器采用限流式接入电路，为了多次测量时电压表、电流表数据有明显变化，应该接入阻值和C、D端电阻接近的滑动变阻器，即选F。 （3）电压表测量金属块和电流表两端的电阻，连接错误的区域是②区域，目前电压表测量电流表两端的电压，应将电压表的左边接线柱（+接线柱）连接到电阻的左端； （4）接通开关前，滑动变阻阻滑片应放在阻值最大的最右端位置； （5）金属块A、B间的电阻约为4Ω，若用内阻约为4Ω的微安表测量，其误差要比内阻约为1Ω电流表测量较大,测量值的相对误差约为；测量金属块C、D间约330Ω电阻,测量值得相对误差约为,误差更小，测得的电阻计算电阻率更准确，则小明的说法错误。 5．（2023·广东·高考真题）某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源（电动势恒定，内阻可忽略）；毫安表mA（量程，内阻可忽略）；电阻（阻值）、（阻值）、（阻值）和（阻值）；开关和；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。 （1）电路连接 图（a）为实验原理图．在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，只有一端的导线还未连接，该导线应接到的 （填“左”或“右”）端接线柱      （2）盐水电导率和温度的测量 ①测量并记录样品池内壁的长宽高．在样品池中注满待测盐水 ②闭合开关， 开关，毫安表的示数为，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流为 ③ 开关，毫安表的示数为，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流为 ④断开开关，测量并记录盐水的温度 （3）根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 ，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。 【答案】 右 断开 40.0 闭合 60.0 100 【详解】（1）[1]根据图（a）为电路可知，一端的导线应接到的右端接线柱； （2）②[2][3]闭合开关，断开开关，毫安表的示数为， 则通过电阻的电流为 根据电路构造可知，流过样品池的电流为 ③[4][5]闭合开关，毫安表的示数为，则流过的电流为 流过样品池的电流为 （3）[6]设待测盐水的电阻为，根据闭合电路欧姆定律，开关断开时 开关闭合时 代入数据解得 6．（2023·北京·高考真题）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率。    （1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。 （2）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。    【答案】 M b 移动滑片时，电压表和电流表的示数为0 【详解】（1）[1]实验时，闭合开关S前，为保护电路，滑动变阻器滑片P应处在最大阻值处，滑动变阻器的滑片P应处在M端。 （2）[2][3]滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器下端两接线柱与电源相连，故b导线接错；该错误带来的问题是移动滑片的过程中电压表和电流表的示数为0。 7．（2023·辽宁·高考真题）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电路图，实验步骤如下：    a．测得样品截面的边长a = 0.20cm； b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动； c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L； d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I = 0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S； e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： （1）L是丙到 （填“甲”“乙”或“丁”）的距离； （2）写出电阻率的表达式ρ = （用k、a、I表示）； （3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ = Ω∙m（保留两位有效数字）。 【答案】 乙 6.5 × 10－5 【详解】（1）[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。 （2）[2]根据电阻定律有 再根据欧姆定律有 联立有 则 （3）[3]根据图像可知 k = 6.5V/m 则根据（2）代入数据有 ρ = 6.5 × 10－5Ω∙m 8．（2023·全国·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） 【答案】 0.150/0.151/0.149 5.0 【详解】（1）[1]根据题意可知，两端的电压为 则流过即流过待测金属丝的电流 [2]金属丝的电阻 联立可得 （5）[3]螺旋测微器的读数为 （6）[4]根据电阻定律 又 代入数据联立解得 1 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第42讲 重点实验：测量金属丝的电阻率 目录 01考情解码·命题预警 2 02体系构建·思维可视 3 03核心突破·靶向攻坚 4 考点一 基础实验方案 4 知识点1 实验原理与操作 4 知识点2 验数据处理及误差分析 4 考向1 验原理与操作 5 考向2 据处理与误差分析 9 考点二 实验创新考法 12 知识点 实验创新方案 12 考向1 实验原理改进 13 考向2实验器材的改进 15 考向3 实验方法的改进 18 04真题溯源·考向感知 22 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 测定金属丝的电阻率 选择题 非选择 2025·湖南·高考物理第12题 2024·湖南·高考物理第12题 考情分析： 1.命题形式：单选题非选择题 2.命题分析：湖南高考对测定金属丝的电阻率这个实验的考查频度较高，考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查 3.备考建议：本讲内容备考时候，必须熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项，掌握测金属丝电阻率的电路图、数据处理及误差分析 4.命题情境：实验原型、实验创新题型。 5.常用方法：图像法 复习目标： 1.熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项。 2.掌握测金属丝电阻率的电路图、数据处理及误差分析 3.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究 考点一 基础实验方案 知识点1 实验原理与操作 原理装置图 操作 要领 (1)测量直径：用螺旋测微器在金属导线三个不同位置各测一次直径(要估读)。 (2)电路连接：连接好伏安法测电阻的实验电路。 (3)测量长度：用毫米刻度尺测金属导线接入电路的有效长度3次(要估读)。 (4)测量U、I：改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应电流表、电压表的示数。 知识点2 实验数据处理及误差分析 1．数据处理 (1)计算Rx的两种方法。 ①计算法：用Rx＝分别算出各次的数值，再取平均值。 ②图像法：画出U-I图像，U-I图像的斜率等于Rx。 (2)计算电阻率：将测得的Rx、l、d值，代入公式R＝ρ和S＝中，计算出金属丝的电阻率。 2．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)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。 (3)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，反复测量三次，求其平均值。 (4)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。 (5)闭合开关之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置。 (6)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。 (7)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，连线时要尽可能地通过较多的点，其余各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑。 3．误差分析 (1)金属丝的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 (2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。 (3)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。 考向1 实验原理与操作 例1 （2025·湖南省邵阳市高三下学期第二次联考）某同学要测量一段长为L的金属丝的电阻率． (1)先用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，则金属丝直径 mm； (2)要测量金属丝的电阻，尽可能减小误差，根据实验室提供的器材，设计了如图乙所示的电路．闭合开关前，将滑动变阻器滑片移到最 （填“左”或“右”）端，闭合开关S，分别调节R和，记录每次调节后电阻箱的示数R、电压表的示数和电压表的示数，某次电压表的示数如图丙所示，此读数为 V； (3)根据测得的多组、、R值，作出图像，若图像为直线且斜率为k，则可求得金属丝的电阻 ； (4)根据实验可以得到被测金属丝的电阻率 （用k、d、L表示）； (5)该实验中，金属丝的电阻的测量有系统误差，主要是由电压表 （“”、“”或“和”）分流引起的． 【变式训练】（2025·河北石家庄·模拟预测）某同学通过实验测量阻值约为5Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。 (1)该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻。现有电源（电动势为3.0V，内阻不计），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），开关和导线若干，以及下列器材： A、电流表（量程0~3A，内阻约0.025Ω） B、电流表（量程0~0.6A，内阻约0.125Ω） C、滑动变阻器（0~5Ω，3A） D、滑动变阻器（0~1000Ω，0.5A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 ；（选填实验器材前的字母） (2)电压表应连接 点（选填“M”或“N”）。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在 （选填“左端”或“右端”）； (3)测得金属丝的直径为d，长度为L，电阻为R，则该金属丝电阻率测量值的表达式 。仅考虑电表内阻引起的误差，电阻率的测量值 真实值（选填“大于”或“小于”）； (4)材料的电阻率随温度t变化的规律为，其中是材料在0℃时的电阻率，α为电阻温度系数，在一定的温度范围内α是与温度无关的常量。不同材料的α可能为正数也可能为负数。 该同学设想利用两种材料制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。若在0℃时，A材料的电阻率为，电阻温度系数为，B材料的电阻率为，电阻温度系数为，用A、B两种材料制成横截面积为S，长度分别为L1和L2的导线，将两段导线串联成一个导体，S、L1、L2均不随温度变化。当L1、L2满足 关系时，导体的电阻在0℃附近不随温度变化，若使该导体的电阻等于R，则L1、L2与R的关系式为R= 。 思维建模 (1)电表的选择 ①电流表的选择 思路一：根据电路中的最大电流来选择。 思路二：根据用电器的额定电流来选择。 ②电压表的选择 思路一：根据被测电阻上的最大电压来选择。 思路二：根据电源电动势选择。 (2)电表的接法：电流表和电压表选定以后，可根据和的大小关系判断应采用电流表内接法还是外接法。若＞，应采用电流表外接法；若＜，应采用电流表内接法。 (3)实物图连线 总的原则：先串后并，接线到柱，注意量程和正负。 ①对于限流电路，只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、开关、滑动变阻器、“伏安法”部分依次串联起来即可(注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处)。 ②对于分压电路，应该先把电源、开关和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动头的电势高低，根据“伏安法”部分电表正负接线柱的情况，将“伏安法”部分接入该两点间(注意滑动变阻器应调到使“伏安法”部分所接两点间阻值最小处)。 考向2 数据处理与误差分析 例2 （2025·湖南省怀化市第一中学高三下学模拟））在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。已知待测金属丝的阻值约为。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。在测电阻时，可供选择的器材有： 电源（电动势为3V，内阻约为）； 电流表（量程为，内阻约为）； 电压表（量程为，内阻约为）； 滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）； 滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）；开关一个，导线若干。 (1)在上述器材中，若想尽量多测几组数据，应该选用的滑动变阻器是 。（均填写仪器的字母代号） (2)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其中某一次的测量结果如图甲所示，其示数应为 mm（该值接近多次测量的平均值）。 (3)根据测量的实验数据，实验小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测量数据对应的坐标点。请在图乙中描绘出图线。 (4)根据以上数据可以估算出该金属丝的电阻率约为______（填选项前的符号）。 A． B． C． D． 【变式训练1·变考法】（2025·北京海淀·一模）2025届长沙市雅礼中学高三下学期模在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为。 (1)用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约）、电流表（内阻约、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器，额定电流、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上实验数据可知，他们测量是采用图中的 图（选填“甲”或“乙”）。 (2)如图2所示是测量的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片置于变阻器的一端，请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 (3)这个小组的同学在坐标纸上建立、坐标系，如图3所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第3、5、6次测量数据的坐标点，并描绘出图线 ，由图线得到金属丝的阻值 （保留两位有效数字）。 (4)该小组同学利用上述相同实验器材，分别按照（1）中图甲和图乙的电路图正确连接电路和规范操作。将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端，探究电压表示数与滑片移动距离间的关系，滑动变阻器电阻丝的总长度为。请在图4中定性画出图甲和图乙电路对应的关系图像，并分别用甲和乙标出。 考点二 实验创新考法 知识点 实验创新方案 1　实验原理的改进：利用电桥法测电阻丝电阻，进而测出电阻率 2　实验器材的改进：将电阻丝换成管装电解液，测该电解液的电阻率 3　实验思路的改进：先测工件电阻率，进而测出不同形状工件截面积或边长 考向1 实验原理改进 例1 （2025湖南省长沙市湖南师范大学附属中学高三下学期一模） 为测定某种材料的电阻率，设计如下实验：图（乙）为测量原理电路图，R1、R2是由长度相同、表面涂有绝缘膜（厚度不计）的电阻丝并排紧密绕制在同一根圆柱形绝缘陶瓷棒上的螺旋电阻（图甲），R1材料电阻率为ρ，R2由待测材料制成，R0为滑动变阻器，V1、V2为已知量程的电压表。请回答下列问题： （1）在闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到__________（选填“左端”或“右端”）。 （2）测得R1的螺旋长度为l1，R2的螺旋长度为l2，两电阻的匝数相同，则制成电阻R1与R2的电阻丝的横截面之比为__________。 （3）某次测量中V1、V2表的示数分别为U1、U2，则待测电阻丝的电阻率__________（用U1、U2、l1、l2、ρ表示）。 （4）考虑V1、V2表的内阻对实验误差的影响，在电路中加了一个灵敏电流计G（图丙）来判断。闭合开关，灵敏电流计中有从a向b的微小电流，则（3）中测量结果相对于真实值__________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 考向2 实验器材的改进 例2（2025·湖北·三模）某段导体是由横截面相同、材料不同的两段导体。无缝连接而成，电阻率ρ₁已知，L₂的电阻率ρ₂未知。 (1)先用螺旋测微器测量其直径，如图甲所示，其读数d= mm。 (2)为了测量L₂的电阻率ρ₂，兴趣小组同学只有一只内阻较大的电压表，于是设计了如图乙所示电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图丙所示，则导体。的电阻率为 （用ρ₁表示）； (3)考虑电压表内阻影响带来的误差属于 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。 【变式训练】（2025·江西·模拟预测）某同学通过如图甲所示的实验电路图测量金属丝的电阻率，已知定值电阻的阻值为，电压表V1的内阻为。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图乙所示，金属丝的直径 mm。 (2)在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应该置于 （填“左”或“右”）端。 (3)测得金属丝的长度为L，直径为d，当电压表V1的示数为时，电压表V2的示数为，则金属丝的电阻率 （用、、、、L、d表示）。 考向3 实验方法的改进 例3某兴趣小组测定某种由带状卷成圆盘状的导电物质的电阻率，如图甲所示。 (1)他们先用螺旋测微器测出单层带的厚度为d，这种物质表面镀了一层绝缘介质，其厚度不计，用游标卡尺测出带的宽度L、圆盘内径D1和外径D2，其中单层带厚度d远小于(D2－D1)。宽度L的读数如图乙所示，则宽度L＝__________mm。 (2)然后用伏安法测这根带的电阻，在带的两端引出两个接线柱，先用欧姆表粗测其电阻约为500 Ω，再将其接入测量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材： A．电源E(电动势为4 V，内阻约为0.5 Ω) B．电压表V(量程为15 V，内阻约为5 000 Ω) C．电流表A1(量程为300 mA，内阻约为2 Ω) D．电流表A2(量程为250 mA，内阻为2 Ω) E．滑动变阻器R1(总阻值为10 Ω) F．滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω) G．定值电阻R0＝10 Ω H．开关和导线若干 ①要更好地调节和较为精确地测定其电阻，则以上不必要的器材有________(填器材前面的序号)。 ②在方框内画出实验电路图并标出所用器材符号。 ③若测出的电阻为R，则其电阻率为ρ＝________(用d、D1、D2、L、R表示)。 【变式训练1·变情境】如图，是一根粗细均匀、中空的柱形导电元件，其横截面及中空部分均为正方形。某同学想测量中空部分正方形的边长a的大小，但由于a太小，无法直接测出，于是他设计了如下的实验进行测量，已知该元件的长度及电阻率。该同学进行了如下实验步骤： （1）用螺旋测微器测得该元件的横截面外边长； （2）用多用电表粗测该元件的电阻阻值，多用电表的电阻挡有：“×1”、“×10”、“×100”和“×1k”四挡．当选用“×100”挡测量时，发现指针偏转的角度过大，换用相邻的某倍率，重新调零后进行测量，结果如图所示，则该元件的电阻值约为 Ω。 （3）为精确地测量该导电元件的电阻阻值，可供选择的实验器材如下：   A．待测导电元件； B．电流表（量程，内阻为）； C．电流表（量程，内阻约为）； D．电流表（量程，内阻约为）； E．滑动变阻器R（，额定电流为）； F．定值电阻； G．定值电阻； H．直流电源E（电动势约为，内阻不计）； I．开关一只，导线若干．则： ①应选择的电流表为 （选填所选器材后的字母序号）。并将实验电路图画在答题卡图中虚线框内，并标明所选器材后的字母代号 （其中，部分电路已画出）。 ②实验中调节滑动变阻器，测得多组电流值I、，做出的图像如图所示，可得该导电元件的电阻测量值为 Ω，该元件横截面的内边长a为 mm（结果均保留3位有效数字）． 1．（2024·江西·高考真题）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。 （1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽和高。 （2）现有实验器材：电流表（量程,内阻）、电压表（量程或,内阻未知）、直流电源、滑动变阻器、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接 。 （3）连接好电路，测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到，重复测量。绘出和水的图，分别如图（b）中甲、乙所示。 （4）若图线的斜率为k，则水的电阻率表达 （用k、d、h表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。 （5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为，忽略其他电阻的影响（相当于热水器的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（保留两位有效数字） 2．（2024·山东·高考真题）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下： 学生电源（输出电压0~16V） 滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）； 电压表V（量程3V，内阻未知）； 电流表A（量程3A，内阻未知）； 待测铅笔芯R（X型号、Y型号）； 游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。 回答以下问题： (1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为 mm； (2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到 （填“1”或“2”）端； (3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示，求得电阻RY= Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω； (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率 （填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。 3．（2024·湖南·高考真题）某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。 （1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所示，示数为 V，此时金属丝阻值的测量值R为 Ω（保留3位有效数字）； （2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值； （3）根据测量数据绘制R—p关系图线，如图（d）所示； （4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的 侧（填“左”或“右”）； （5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值 真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。 4．（2024·江苏·高考真题）某同学在实验室测定金属块的电阻率，电路如图1所示，除被测金属块（图2）外，还有如下实验器材可供选择： A．直流电源：电动势约为3V，内阻可忽略不计； B．电流表：量程，内阻约为1Ω； C．电流表：量程，内阻约为4Ω； D．电压表V：量程0~3V，内阻约为3kΩ； E.滑动变阻器:0~10Ω； F.滑动变阻器:0~50Ω； G.开关、导线等 (1)用多电电表欧姆档粗测金属块电阻，测得A、B端电阻，测C、D端电阻时的示数如图3所示，则 。 (2)测C、D端电阻时滑动变阻器应选 （填实验器材前字母序号） (3)实物连线如图4所示，其中4个区域，连错的部分是 。 (4)连通电路时，滑动变阻阻滑片应置于最 端（选填“左”或“右”）。 (5)实验中测量A、B间电阻时选用电流表，测量A、B间电阻时选用电流表，经过一系列测量后得到金属块的电阻率和。 1.02 1.06 小明认为A、B间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测量A、B间电阻时所用的电流表的内阻更小，你认为小明的说法是否正确，说明你的理由 。 5．（2023·广东·高考真题）某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有：电源（电动势恒定，内阻可忽略）；毫安表mA（量程，内阻可忽略）；电阻（阻值）、（阻值）、（阻值）和（阻值）；开关和；装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池；导线若干。请完成下列实验操作和计算。 （1）电路连接 图（a）为实验原理图．在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，只有一端的导线还未连接，该导线应接到的 （填“左”或“右”）端接线柱      （2）盐水电导率和温度的测量 ①测量并记录样品池内壁的长宽高．在样品池中注满待测盐水 ②闭合开关， 开关，毫安表的示数为，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流为 ③ 开关，毫安表的示数为，记录此时毫安表的示数；计算得到流过样品池的电流为 ④断开开关，测量并记录盐水的温度 （3）根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 ，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。 6．（2023·北京·高考真题）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率。    （1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在 （填“M”或“N”）端。 （2）按照图1连接实物图，如图2所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为 （填“a”“b”或“c”）。若闭合开关，该错误连接会带来的问题有 。    7．（2023·辽宁·高考真题）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电路图，实验步骤如下：    a．测得样品截面的边长a = 0.20cm； b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动； c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L； d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I = 0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S； e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。 回答下列问题： （1）L是丙到 （填“甲”“乙”或“丁”）的距离； （2）写出电阻率的表达式ρ = （用k、a、I表示）； （3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ = Ω∙m（保留两位有效数字）。 8．（2023·全国·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） 1 / 30 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$