第11章 3.第2课时 实验：金属丝电阻率的测量（课时跟踪检测）（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第2课时　实验：金属丝电阻率的测量 1.（2023·北京高考16题）采用图1所示的电路图来测量金属丝Rx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”）。 2.某物理学习小组的两位同学采用伏安法测量金属丝的电阻率，实验室备有下列实验器材： A.电压表（量程0～3 V，内阻约为15 kΩ） B.电压表（量程0～15 V，内阻约为75 kΩ） C.电流表（量程0～3 A，内阻约为0.2 Ω） D.电流表（量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω） E.滑动变阻器R1（0～10 Ω，0.6 A） F.滑动变阻器R2（0～2 000 Ω，0.1 A） G.电池组E（电压为3 V） H.待测金属丝Rx（阻值约为5 Ω） I.开关S，导线若干，米尺，螺旋测微器等 （1）为减小实验误差，电压表应选用　　　　；电流表应选用　　　　；滑动变阻器应选用　　　。（均填字母代号） （2）实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，使用时发现测微螺杆与测砧直接接触时读数如图丙所示，测量金属丝直径时如图丁所示，则金属丝的直径d＝　　　　 mm。 （3）如果实验中测得金属丝的电阻值为R，用米尺测出的金属丝长度为l，用螺旋测微器测出的金属丝的直径为d，则其电阻率ρ＝　　　　　。（用所给字母表示） 3.（2025·河北衡水期中）某小组测量某种圆柱形材料的电阻率，做了如下实验。 （1）用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图得圆柱体的直径为　　　　　 mm，长度为　　　　　 cm。 （2）该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻R（阻值约为190 kΩ），可选用的器材如下： A.电流表A1（量程4 mA，内阻约50 Ω） B.电流表A2（量程20 μA，内阻约1.5 kΩ） C.电压表V1（量程3 V，内阻约10 kΩ） D.电压表V2（量程15 V，内阻约25 kΩ） E.电源E（电动势4 V，有一定内阻） F.滑动变阻器R1（阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0 A） G.开关S，导线若干 为使实验误差较小，要求电压可以从零开始调节，电流表选择　　　　　，电压表选择　　　　　。（以上两空均选填仪器前面的序号） （3）实验过程中，实验小组移动滑动变阻器的滑片，并记录两电表的多组测量数据，在坐标纸上描点、连线作出如图丙所示的U-I图像，则实验测得圆柱材料的电阻率ρ＝　　　　　 Ω·m（计算结果保留3位有效数字）。 4.（2025·辽宁朝阳期中）随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率δ（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不合格。 （1）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图甲所示，用螺旋测微器测量水样的直径d，示数如图乙中的①所示，则d＝　　　　 mm；再用50分度的游标卡尺测量水样的长度L，游标尺的零刻度线部分损坏，示数如图乙中的②所示，则L＝　　　　 cm； （2）粗测水样阻值约为2 000 Ω，为了更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材： A.电流表（量程2 mA，电阻约为1 Ω） B.电流表（量程10 mA，电阻约为5 Ω） C.电压表（量程3 V，电阻约为3 kΩ） D.电压表（量程15 V，电阻约为5 kΩ） E.滑动变阻器（0～20 Ω，额定电流2 A） F.电源（电压4 V） G.开关一个，导线若干 其中，电流表应选　　　　，电压表应选　　　　（填器材前面的字母序号）。 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片的位置，并记录对应的电流表示数I，电压表示数U。 （4）在本实验中，某同学测得该圆柱形水样的长度L和直径d。用实验过程中测量的物理量对应的字母表示，则该水样电导率的表达式为δ＝　　　　。 （5）由于电表内阻的影响，实验测得纯净水样品的电导率　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。 5.某课题组通过实验测量河水的电阻率。现备有一根均匀的长玻璃管（两端各有一个可移动圆形电极，可装入样品水，接触电阻不计）、刻度尺、待测河水样品。他们用伏安法多次测量的数据如表（为使实验处理方便，实验时每次都把电流表示数调到相同）；实验中还用10分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图甲所示。 序号 水柱长度/cm 电压表示数/V 电流表示数/μA 1 10 2 100 2 20 4 100 3 30 6 100 4 40 8 100 5 50 10 100 （1）玻璃管内径d的测量值为　　　　cm。 （2）用水柱长度l与计算出的水柱电阻R在图乙中描点，画出R-l图像（要求标出坐标轴的物理量、单位和对应的数值）。 （3）计算出所测水的电阻率为　　　　Ω·m。 2 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　实验：金属丝电阻率的测量 1.（1）M　（2）b 解析：（1）实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于M端，使得闭合开关后，测量电路部分处于短路状态，电压表、电流表示数为0，起保护作用。 （2）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。 2.（1）A　D　E　（2）0.510　（3） 解析：（1）由于电池组的电压为3 V，所以电压表应选A；被测电阻约为5 Ω，电路中的最大电流约为I＝＝0.6 A，电流表应选D；滑动变阻器若阻值太大不便于操作，所以滑动变阻器应选E。 （2）由题图丙可知测微螺杆与测砧直接接触时读数存在的误差为0.020 mm，题图丁读数为0.5 mm＋0.01×3.0 mm＝0.530 mm，所以金属丝直径为0.510 mm。 （3）因为R＝ρ，S＝πd2，所以ρ＝。 3.（1）1.742（1.741～1.744均可）　5.240　（2）B　C （3）8.77（8.74～8.79均可） 解析：（1）螺旋测微器读数时需要估读，由图甲可知直径D＝1.5 mm＋24.2×0.01 mm＝1.742 mm。 游标卡尺不估读，由图乙可知长度l＝52 mm＋8×0.05 mm＝52.40 mm＝5.240 cm。 （2）由于电源电动势为4 V，为了测量准确，电压表应选量程为3 V的电压表C；而流过待测电阻的电流最大值Im＝＝ A≈15×10－6 A＝15 μA 因此电流表选用量程为20 μA的B。 （3）根据图像可得电阻值为R＝＝＝1.93×105 Ω 根据R＝ρ，可得 ρ＝＝ Ω·m＝8.77 Ω·m。 4.（1）3.156　5.020　（2）A　C　（4） （5）小于 解析：（1）直径d＝3 mm＋0.01×15.6 mm＝3.156 mm 长度L＝60 mm－10×0.98 mm＝50.20 mm＝5.020 cm。 （2）电源电压为4 V，电压表选C； 最大电流I＝ A＝1.5 mA，电流表应选A。 （4）根据电阻定律R＝ρ，有Rx＝ρ 其中Rx＝　δ＝ 联立可得δ＝。 （5）由于电表内阻的影响，实验测得纯净水样品的阻值偏大，电阻率偏大，则电导率小于其真实值。 5.（1）2.26　（2）图见解析　（3）80.2 解析：（1）由游标卡尺直接读数得玻璃管内径为2.26 cm。 （2）由题表中数据可以计算出不同长度水柱的电阻，R1＝ Ω＝20 kΩ，R2＝40 kΩ，R3＝60 kΩ，R4＝80 kΩ，R5＝100 kΩ，在坐标系中描点得到R-l图线如图所示。 （3）l＝30 cm时，R3＝60 kΩ，d＝2.26 cm，由电阻定律得R＝ρ，解得ρ＝＝，代入数据解得ρ≈80.2 Ω·m。 学科网（北京）股份有限公司 $