11.3（实验2） 导体电阻率的测量 （分层作业）-【教学无忧】2025-2026学年高二物理同步精品备课（人教版2019必修第三册）

11.3（实验2） 导体电阻率的测量 一、实验思路 1．取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝)。 2．由R＝ρ得：ρ＝(用R、S、l表示)＝(用R、d、l、π表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。 实验器材 直流电流表、直流电压表、电源、滑动变阻器、一段被测金属电阻丝、开关1个、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器(或游标卡尺)。 三、物理量的测量 1．电阻的测量 根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读取多组电压、电流值，通过U－I图像求R。 2．电阻丝有效长度的测量 用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l。反复测量多次，得到有效长度的平均值。 3．电阻丝直径的测量 电阻丝比较细，所以可采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径。在不同位置测量三次，取平均值d后，根据S＝πd2计算出电阻丝的横截面积S。 四、实验步骤 1．用螺旋测微器测量金属丝的直径，在不同位置测量三次，取平均值。 2．把金属丝接入电路中，先用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度三次，取平均值；然后闭合开关S，调节滑动变阻器，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测通过金属丝的电流，利用欧姆定律R＝，得到金属丝的电阻R。改变滑动变阻器滑片位置，多测几组I、U的数值。 五、数据处理 1．电阻R的测量 (1)平均值法：用R＝分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)图像法：用U－I图像的斜率求出。 2．电阻率的计算 将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式得ρ＝R＝。 六、误差分析 1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 2．金属丝的直径长度的测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 3．采用伏安法测量金属丝的电阻时，电流表内阻(不是无限小)、电压表内阻(不是无限大)会造成系统误差。 七、注意事项 1．用分压式接法时，闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在使待测电阻被短路的位置；用限流式接法时，滑动变阻器阻值调到最大。 2．在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I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。 3．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离大一些，连线时要尽可能地让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。 考向1 测量金属丝电阻率的实验原理 1．某实验小组测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量其直径d，示数如图甲所示，其值为d= mm。 (2)先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为R= Ω。 (3)实验电路如图丙所示，根据电路图完成如图丁中的实物连线 。 (4)如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ= （用l、d、R表示）。 【答案】(1)0.396（0.396~0.398均可） (2)12.0或12 (3) (4) 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为0.01mm，由图甲可知金属丝的直径为 （2）由图乙可得金属丝的电阻为 （3）根据实验电路图连接实物电路图，如图所示 （4）根据电阻定律有 其中 解得 2．在“测定金属的电阻率”实验中，所用器材如下： A．电池组电动势为6V，内阻约为； B．电流表内阻约为； C．电压表内阻约为； D．滑动变阻器允许通过的最大电流为； E．直尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。 (1)用直尺测得金属丝的长度为50cm，用多用电表欧姆挡初测金属丝的阻值大约，用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图所示，其读数应为 mm该值接近多次测量的平均值。 (2)用伏安法测量金属丝的阻值，应采用的电路图为______填选项前的符号。 A． B． C． D． (3)实验测量记录的3组数据如表： 次数 1 2 3 取平均值可知，该金属丝的阻值 保留两位有效数字。 (4)根据以上数据可知，该金属丝的电阻率 保留一位有效数字。 【答案】(1)0.900 (2)A (3)23 (4) 【详解】（1）由图示螺旋测微器可知，其读数为 （2）由于待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法； 由于， 则 则电流表需要采用内接法，应选择图A所示电路图。 （3）由欧姆定律得，， 该金属丝的阻值 （4）由电阻定律得 解得 3．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下： (1)用游标为20分度的游标卡尺测量圆柱体长度如图甲所示，可知其长度为L= cm。    (2)用螺旋测微器测量圆柱体的直径如图乙所示，可知其直径为d= mm。    (3)请帮助该同学将本次实验的电路图画在方框中。    (4)将圆柱体接入设计好的电路中，电流表、电压表的示数分别如图丙、丁所示，已知电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，则电流表的示数为 A，电压表的示数为 V。    (5)根据以上步骤：若圆柱体的有效长度为L，直径为d，两端的电压为U，通过它的电流为I，可以得到圆柱体的电阻率ρ= （用题中所给的物理量符号表示）。 【答案】(1)5.015 (2)4.700 (3)见解析 (4) 0.34 1.20 (5) 【详解】（1）游标卡尺的精确度为0.05mm，圆柱体的长度为 （2）螺旋测微器的精确度为0.01mm，圆柱体的直径为 （3）如图    （4）[1]电流表的量程为，最小分度值为，则电流表的示数为； [2]电压表的量程为，最小分度值为0.1V，电压表的示数为1.20V； （5）根据欧姆定律 根据电阻定律 该材料的电阻率为 考向2 测量金属丝电阻率的实验步骤及注意事项 4．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． 5．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 6．某实验小组测一根金属丝的电阻率时，先用多用电表粗测其电阻，再采用“伏安法”较准确地测量其电阻。实验室提供了下列可选用的器材： A．电流表（量程为0~300mA，内阻约为1Ω） B．电流表（量程为0~3A，内阻约为0.3Ω） C．电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ） D．电压表（量程为0~15V，内阻约为5kΩ） E.滑动变阻器（最大阻值为10Ω） F.滑动变阻器（最大阻值为500Ω） G.电源（电压为4V） H.开关、导线若干 (1)如图甲，用20分度游标卡尺测量其长度 cm；如图乙，用螺旋测微器测量其直径 mm。 (2)用多用电表的电阻“×1”挡进行测量时，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为 Ω。 (3)为了尽可能提高测量准确度，采用“伏安法”较准确地测量电阻，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（均填器材前面的字母） (4)若本实验中，测得金属丝的长度为，直径为，电阻为，则该金属丝的电阻率的计算式为 。（用题中所给物理量符号表示） 【答案】(1) 10.025 4.486/4.487/4.488/4.489 (2)12.0/12 (3) C A E (4) 【详解】（1）[1]由图甲可得，长度为 [2]由图乙可得，直径为。 （2）如图丙所示，读数为12.0，乘挡位“×1”，所以是12.0Ω（或12Ω）。 （3）[1]由于电源电动势为4V，根据电表的选取原则，电表读数要超过其量程的三分之一，以及在选择电压表时应尽量选择最大量程与电源电动势相近的电表，而在所提供的电压表中，最大量程分别是3V与15V，因此应选择最大量程为3V的电压表，故选C； [2]电路中的电流最大值，可知，根据电表的选取原则，以及在选取电流表时应选择最大量程与电路中最大电流相近的电表，而在所提供的电流表中，最大量程分别为3A与300mA，因此应选择最大量程为300mA的电流表，故选A； [3]待测电阻的阻值大约为12Ω，若选用最大阻值为500Ω的滑动变阻器，则待测电阻阻值与其相差太大，首先不适合用分压式接法，调节灵敏度低且待测电阻的分压会很小，其次也不适合限流式接法，由于阻值过大，调节时灵敏度太低，电表示数变化不明显，不方便实验操作，综合分析可知，滑动变阻器应选择最大阻值小的，故选E。因此为了提高测量准确度，滑动变阻器应采用分压式接法，电流表外接法，如图所示。 （4）根据电阻定律可得，可得 其中 代入可得。 考向3 实验数据的处理方法 7．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。 8．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 9．某实验小组欲通过实验间接测量如图甲所示的一段粗细均匀、中空的圆柱形导体中空部分的直径大小，其横截面和中空部分横截面均为圆形。 (1)该实验小组先用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图乙所示，则直径 ，然后又测得该导体的长度为L。 (2)该实验小组接着用欧姆表“×1”挡粗测这段导体两端面之间的电阻值，示数如图丙所示，对应的读数是 Ω。 (3)然后该实验小组设计了如图丁所示的实验电路，用伏安法较精确地测量这段导体两端面之间的电阻值。该小组在坐标纸上建立U、I坐标系，利用测量数据描点并绘制出如图戊所示的图线，由图像得到金属丝的阻值 （保留2位有效数字），测量结果比真实值偏 （选填“大”或“小”）。 (4)查阅资料得到这段导体材料的电阻率为，则中空部分直径 。（用D、L、R、表示）。 【答案】(1)4.486/4.485/4.487 (2)5.0/5 (3) 4.5/4.4/4.6 小 (4) 【详解】（1）螺旋测微器的读数为，因存在读数误差，则在范围内均可。 （2）欧姆表的读数是5.0Ω （3）[1]根据图像可知图线斜率为4.5，所以金属丝的阻值，因存在读数误差，则在范围内均可。 [2]因为电压表的分流，则电阻的测量结果比真实值小。 （4）根据电阻定律，其中 解得 1．（2024·广东·高考真题）某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有：电源E（电动势3V）、电压表（V1）和（V2）（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）：滑动变阻器R：两个相同的光敏电阻和；开关S：手电筒：导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。 (1)电路连接。 图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表（V）间的实物图连线 。 (2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。 ①将图甲中R的滑片置于 端。用手电筒的光斜照射到和，使表面的光照强度比表面的小。 ②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。（V）的示数如图丙所示，读数为 V，U2的示数为1.17V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 （填“较大”或“较小”）。 ③断开S。 (3)光源跟踪测试。 ①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数，图乙中的电动机带动电池板 （填“逆时针”或“顺时针”）转动，直至 时停止转动，电池板正对手电筒发出的光 【答案】(1) (2) b 1.60 较大 (3) 逆时针 U1=U2 【详解】（1）电路连线如图 （2）①[1]为了保证电路的安全，实验开始前要使光敏电阻两端电压尽可能小，则R的滑片需置于b端。 ②[2][3]电压表量程为3V，最小刻度为0.1V，则读数为1.60V；电压表U1比电压表U2的示数大，说明RG1＞RG2，由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。 （3）[1][2]电压表的示数U1＜U2，说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大，因此电动机带动电池板逆时针转动，直至U1=U2，时停止转动，电池板正对手电筒发出的光。 2．（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 3．（2024·全国甲卷·高考真题）电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。 （1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整 ，使其能对传感器定标； （2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； （3）把滑动变阻器的滑片滑到 端（填“a”或“b”），闭合开关； （4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U； （5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）； （6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为 V（结果保留2位小数）。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为 （结果保留整数）。 【答案】 1.40 17 【详解】（1）[1]为了保持流过传感器的电流恒定，电阻型氧气传感器两端的电压调节范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法，由于毫安表内阻可忽略，所以电流表采用内接法，实物连接图如图所示 （3）[2]为了保护电路，闭合开关前，需要电阻型氧气传感器两端的电压为零，故滑动变阻器的滑片滑到端口； （6）[3]由图可知，电压表的分度值为0.1V，需要估读到分度值下一位，其读数为1.40V； [4]当瓶气体的氧气含量为时，电压为1.40V，在图（b）中描出该点，用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示 可知电压表的示数为1.50V时，此瓶气体的氧气含量为。 4．（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 5．（2023·河北·高考真题）某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率，实验器材：电源E（，内阻很小）、电压表（量程为，内阻很大）、待测滑动变阻器（最大阻值几十欧姆）、电阻箱（最大阻值）、滑动变阻器（最大阻内值）、毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图。 第一步：按图连好电路。将滑动变阻器和的滑片均置于最左端，电阻箱阻值调为零。闭合开关S，调整滑片的位置，使电压表的示数为。 第二步：断开开关S，保持滑片的位置不动，将的阻值调为。 第三步：闭合开关S，向右移动的滑片P，使电压表的示数仍为，记录的阻值R以及的滑片P到左端点a之间的距离l。 第四步：断开开关S，保持滑片的位置不动，调节的阻值分别为…，重复第三步。 第五步：实验结束，整理仪器。 实验记录的部分数据见下表。 组次 1 2 3 4 5 R/Ω 0 5 10 15 20 l/mm 0 20.3 36.8 60.5 81.1 （1）上表中不合理的一组数据为 （填组次序号）。 （2）当l为时，的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133，电阻丝的半径 mm（保留2位有效数字）。 （3）用拟合上表数据，得k近似为，测得单匝电阻丝周长为，则电阻丝的电阻率 （保留2位有效数字） （4）若电阻率的测量值与参考值相比偏大，产生误差的原因可能是 。 A．未考虑电压表内阻   B．未考虑电阻丝绝缘层厚度   C．未考虑电源内阻 【答案】 3 0.30 B 【详解】（1）[1]根据实验原理可知，待测电阻接入电路中的电阻阻值与电阻箱阻值之和应保持不变，而根据电阻定律有 即电阻箱阻值增加多少，相应的待测电阻的阻值应减小多少，根据电阻定律可知，待测电阻的减少量与其接入电路中长度的减小少量成正比，即在误差允许范围内，减少相同的量则长度的减少量也应基本相同，则滑片P到a端长度的增加量应基本相同，根据表中数据可知，电阻箱每增加，滑片P到a端长度的增加量分别是、、、，由此可知第3组数据不合理。 （2）[2]当l为时，的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133，则有 因此可得电阻丝的半径 其中 代入解得 （3）[3]用拟合上表数据，得k近似为，而电阻箱的阻值等于待测电阻滑片P到a端电阻阻值的大小，即 而根据拟合公式有 而单匝电阻丝长度为 单匝电阻丝周长 联立可得 （4）[4]A．由于待测电阻接入电路中的电阻与电阻箱串联，而二者之和始终保持不变，因此电压表内阻不会对该实验产生影响，故A错误； B．根据该实验中电阻率的计算公式可知，若未考虑电阻丝绝缘层厚度，则会造成测量值偏大，故B正确； C．由于该实验采用分压式接法，而与滑动变阻器右边所串联的并联部分的电路的总电阻始终不变因此回路中的总电阻始终不变，则电源内阻对该实验不产生影响，故C错误。 故选B。 6．（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 7．（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。 8．（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 9．（2023·江苏·高考真题）小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响．所用器材有：干电池（电动势约1.5V，内阻不计）2节；两量程电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）1个；滑动变阻器（最大阻值50Ω）1个；定值电阻（阻值50Ω）21个；开关1个及导线若干．实验电路如题1图所示．    （1）电压表量程应选用 （选填“3V”或“15V”）． （2）题2图为该实验的实物电路（右侧未拍全）．先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱 （选填“B”“C”“D”）连接，再闭合开关，开始实验．    （3）将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压．某次测量时，电压表指针位置如题3图所示，其示数为 V．根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如题4图中实线所示．    （4）在题1图所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为，定值电阻的总阻值为，当被测电阻为R时，其两端的电压 （用E、、、R表示），据此作出理论图线如题4图中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小． （5）分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小．小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因．你是否同意他的观点？请简要说明理由 ． 【答案】 3V D 1.50 不同意，理由见解析 【详解】（1）[1]所用电源为两节干电池，电动势为3V，则所用电表量程为3V； （2）[2]闭合电键之前，滑动变阻器阻值应该调到最大，则由图可知，电池盒上的接线柱A应该与滑动变阻器的接线柱D连接； （3）[3]电压表最小刻度为0.1V，则读数为1.50V； （4）[4]由闭合电路欧姆定律可得 当被测电阻阻值为R时电压表读数 （5）[5]不同意；当R较大时，则电压表内阻不能忽略，则电路中的电流 则电压表读数为 当R较大时，R=R2时R最大，此时 因RV>>R1，则电压表读数接近于 10．（2021·山东·高考真题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势，内阻r约为）； 电阻箱R（阻值范围）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 微安表（量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路 。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为 （结果保留到个位），该测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐 （填“增大”或“减小”）。 【答案】 3500 大于 减小 【详解】（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。 （2）[2]电路连接图如图所示 （3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即 可得 [4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。 （4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 11.3（实验2） 导体电阻率的测量 一、实验思路 1．取一段金属电阻丝连接到电路中，测出电阻丝的电阻R、长度l和直径d(S＝)。 2．由R＝ρ得：ρ＝(用R、S、l表示)＝(用R、d、l、π表示)，从而计算出该电阻丝所用材料的电阻率。 实验器材 直流电流表、直流电压表、电源、滑动变阻器、一段被测金属电阻丝、开关1个、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器(或游标卡尺)。 三、物理量的测量 1．电阻的测量 根据伏安法测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读取多组电压、电流值，通过U－I图像求R。 2．电阻丝有效长度的测量 用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度l。反复测量多次，得到有效长度的平均值。 3．电阻丝直径的测量 电阻丝比较细，所以可采用累积的方法测量，或选取螺旋测微器或游标卡尺来测量电阻丝的直径。在不同位置测量三次，取平均值d后，根据S＝πd2计算出电阻丝的横截面积S。 四、实验步骤 1．用螺旋测微器测量金属丝的直径，在不同位置测量三次，取平均值。 2．把金属丝接入电路中，先用毫米刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度三次，取平均值；然后闭合开关S，调节滑动变阻器，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测通过金属丝的电流，利用欧姆定律R＝，得到金属丝的电阻R。改变滑动变阻器滑片位置，多测几组I、U的数值。 五、数据处理 1．电阻R的测量 (1)平均值法：用R＝分别算出各次的数值，再取平均值。 (2)图像法：用U－I图像的斜率求出。 2．电阻率的计算 将记录的数据R、l、d的值代入电阻率计算式得ρ＝R＝。 六、误差分析 1．金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。 2．金属丝的直径长度的测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。 3．采用伏安法测量金属丝的电阻时，电流表内阻(不是无限小)、电压表内阻(不是无限大)会造成系统误差。 七、注意事项 1．用分压式接法时，闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在使待测电阻被短路的位置；用限流式接法时，滑动变阻器阻值调到最大。 2．在用伏安法测电阻时，通过待测金属丝的电流I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。 3．若采用图像法，在描点时，要尽量使各点间的距离大一些，连线时要尽可能地让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。 考向1 测量金属丝电阻率的实验原理 1．某实验小组测量由新型合金材料制成的圆柱形金属丝的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量其直径d，示数如图甲所示，其值为d= mm。 (2)先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测金属丝的电阻，示数如图乙所示，其电阻值为R= Ω。 (3)实验电路如图丙所示，根据电路图完成如图丁中的实物连线 。 (4)如果测得的金属丝长度为l，直径为d，电阻为R，都采用国际单位制单位，则它的电阻率ρ= （用l、d、R表示）。 2．在“测定金属的电阻率”实验中，所用器材如下： A．电池组电动势为6V，内阻约为； B．电流表内阻约为； C．电压表内阻约为； D．滑动变阻器允许通过的最大电流为； E．直尺、螺旋测微器、多用电表、开关、导线若干。 (1)用直尺测得金属丝的长度为50cm，用多用电表欧姆挡初测金属丝的阻值大约，用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图所示，其读数应为 mm该值接近多次测量的平均值。 (2)用伏安法测量金属丝的阻值，应采用的电路图为______填选项前的符号。 A． B． C． D． (3)实验测量记录的3组数据如表： 次数 1 2 3 取平均值可知，该金属丝的阻值 保留两位有效数字。 (4)根据以上数据可知，该金属丝的电阻率 保留一位有效数字。 3．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下： (1)用游标为20分度的游标卡尺测量圆柱体长度如图甲所示，可知其长度为L= cm。    (2)用螺旋测微器测量圆柱体的直径如图乙所示，可知其直径为d= mm。    (3)请帮助该同学将本次实验的电路图画在方框中。    (4)将圆柱体接入设计好的电路中，电流表、电压表的示数分别如图丙、丁所示，已知电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，则电流表的示数为 A，电压表的示数为 V。    (5)根据以上步骤：若圆柱体的有效长度为L，直径为d，两端的电压为U，通过它的电流为I，可以得到圆柱体的电阻率ρ= （用题中所给的物理量符号表示）。 考向2 测量金属丝电阻率的实验步骤及注意事项 4．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． 5．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． 6．某实验小组测一根金属丝的电阻率时，先用多用电表粗测其电阻，再采用“伏安法”较准确地测量其电阻。实验室提供了下列可选用的器材： A．电流表（量程为0~300mA，内阻约为1Ω） B．电流表（量程为0~3A，内阻约为0.3Ω） C．电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ） D．电压表（量程为0~15V，内阻约为5kΩ） E.滑动变阻器（最大阻值为10Ω） F.滑动变阻器（最大阻值为500Ω） G.电源（电压为4V） H.开关、导线若干 (1)如图甲，用20分度游标卡尺测量其长度 cm；如图乙，用螺旋测微器测量其直径 mm。 (2)用多用电表的电阻“×1”挡进行测量时，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为 Ω。 (3)为了尽可能提高测量准确度，采用“伏安法”较准确地测量电阻，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。（均填器材前面的字母） (4)若本实验中，测得金属丝的长度为，直径为，电阻为，则该金属丝的电阻率的计算式为 。（用题中所给物理量符号表示） 考向3 实验数据的处理方法 7．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”）。 8．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。 9．某实验小组欲通过实验间接测量如图甲所示的一段粗细均匀、中空的圆柱形导体中空部分的直径大小，其横截面和中空部分横截面均为圆形。 (1)该实验小组先用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图乙所示，则直径 ，然后又测得该导体的长度为L。 (2)该实验小组接着用欧姆表“×1”挡粗测这段导体两端面之间的电阻值，示数如图丙所示，对应的读数是 Ω。 (3)然后该实验小组设计了如图丁所示的实验电路，用伏安法较精确地测量这段导体两端面之间的电阻值。该小组在坐标纸上建立U、I坐标系，利用测量数据描点并绘制出如图戊所示的图线，由图像得到金属丝的阻值 （保留2位有效数字），测量结果比真实值偏 （选填“大”或“小”）。 (4)查阅资料得到这段导体材料的电阻率为，则中空部分直径 。（用D、L、R、表示）。 1．（2024·广东·高考真题）某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统，制作光源跟踪演示装置，实现太阳能电池板方向的调整，使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有：电源E（电动势3V）、电压表（V1）和（V2）（量程均有3V和15V，内阻均可视为无穷大）：滑动变阻器R：两个相同的光敏电阻和；开关S：手电筒：导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板，隔板两侧装有光敏电阻，电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。 (1)电路连接。 图乙中已正确连接了部分电路，请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表（V）间的实物图连线 。 (2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。 ①将图甲中R的滑片置于 端。用手电筒的光斜照射到和，使表面的光照强度比表面的小。 ②闭合S，将R的滑片缓慢滑到某一位置。（V）的示数如图丙所示，读数为 V，U2的示数为1.17V。由此可知，表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 （填“较大”或“较小”）。 ③断开S。 (3)光源跟踪测试。 ①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压，控制电动机转动。此时两电压表的示数，图乙中的电动机带动电池板 （填“逆时针”或“顺时针”）转动，直至 时停止转动，电池板正对手电筒发出的光 2．（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） 3．（2024·全国甲卷·高考真题）电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。 （1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整 ，使其能对传感器定标； （2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； （3）把滑动变阻器的滑片滑到 端（填“a”或“b”），闭合开关； （4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U； （5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）； （6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为 V（结果保留2位小数）。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为 （结果保留整数）。 4．（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。 5．（2023·河北·高考真题）某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率，实验器材：电源E（，内阻很小）、电压表（量程为，内阻很大）、待测滑动变阻器（最大阻值几十欧姆）、电阻箱（最大阻值）、滑动变阻器（最大阻内值）、毫米刻度尺、开关S以及导线若干。实验电路如图。 第一步：按图连好电路。将滑动变阻器和的滑片均置于最左端，电阻箱阻值调为零。闭合开关S，调整滑片的位置，使电压表的示数为。 第二步：断开开关S，保持滑片的位置不动，将的阻值调为。 第三步：闭合开关S，向右移动的滑片P，使电压表的示数仍为，记录的阻值R以及的滑片P到左端点a之间的距离l。 第四步：断开开关S，保持滑片的位置不动，调节的阻值分别为…，重复第三步。 第五步：实验结束，整理仪器。 实验记录的部分数据见下表。 组次 1 2 3 4 5 R/Ω 0 5 10 15 20 l/mm 0 20.3 36.8 60.5 81.1 （1）上表中不合理的一组数据为 （填组次序号）。 （2）当l为时，的滑片P到a之间电阻丝的匝数为133，电阻丝的半径 mm（保留2位有效数字）。 （3）用拟合上表数据，得k近似为，测得单匝电阻丝周长为，则电阻丝的电阻率 （保留2位有效数字） （4）若电阻率的测量值与参考值相比偏大，产生误差的原因可能是 。 A．未考虑电压表内阻   B．未考虑电阻丝绝缘层厚度   C．未考虑电源内阻 6．（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。 7．（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 。    8．（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）。 9．（2023·江苏·高考真题）小明通过实验探究电压表内阻对测量结果的影响．所用器材有：干电池（电动势约1.5V，内阻不计）2节；两量程电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ；量程0~15V，内阻约15kΩ）1个；滑动变阻器（最大阻值50Ω）1个；定值电阻（阻值50Ω）21个；开关1个及导线若干．实验电路如题1图所示．    （1）电压表量程应选用 （选填“3V”或“15V”）． （2）题2图为该实验的实物电路（右侧未拍全）．先将滑动变阻器的滑片置于如图所示的位置，然后用导线将电池盒上接线柱A与滑动变阻器的接线柱 （选填“B”“C”“D”）连接，再闭合开关，开始实验．    （3）将滑动变阻器滑片移动到合适位置后保持不变，依次测量电路中O与1，2，…，21之间的电压．某次测量时，电压表指针位置如题3图所示，其示数为 V．根据测量数据作出电压U与被测电阻值R的关系图线，如题4图中实线所示．    （4）在题1图所示的电路中，若电源电动势为E，电压表视为理想电压表，滑动变阻器接入的阻值为，定值电阻的总阻值为，当被测电阻为R时，其两端的电压 （用E、、、R表示），据此作出理论图线如题4图中虚线所示．小明发现被测电阻较小或较大时，电压的实测值与理论值相差较小． （5）分析可知，当R较小时，U的实测值与理论值相差较小，是因为电压表的分流小，电压表内阻对测量结果影响较小．小明认为，当R较大时，U的实测值与理论值相差较小，也是因为相同的原因．你是否同意他的观点？请简要说明理由 ． 10．（2021·山东·高考真题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势，内阻r约为）； 电阻箱R（阻值范围）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 微安表（量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路 。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为 （结果保留到个位），该测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐 （填“增大”或“减小”）。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $