2.课时跟踪检测卷 第十一章 电路及其应用 05 十六 实验：金属丝电阻率的测量（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

本讲义聚焦“金属丝电阻率的测量”核心实验，系统串联电阻测量原理、仪器选择（电压表、电流表、刻度尺、螺旋测微器）、伏安法电路设计（分压/限流、内接/外接）及数据处理（U-I图线、多次测量求平均值），构建从基础操作到规律应用的完整学习支架。 该资料以实验探究为主线，通过多情境题目（如金属丝、盐水电阻率测量）培养科学思维（模型建构：用R=ρL/S推导公式）和科学探究能力（如滑动变阻器分压接法设计、电表内阻误差分析）。课中辅助教师演示实验要点，课后例题解析帮助学生巩固数据处理方法，有效查漏补缺。

十六　实验:金属丝电阻率的测量 (25分钟　50分) 1.(6分)在做“金属丝电阻率的测量”的实验中,需要测量金属丝的电阻。 (1)测量金属丝的电阻R时,用到如图所示电路。甲处用到的测量仪器是　A　;乙处用到的测量仪器是　B　;(均选填“A”或“B”)(4分)  A.电压表 B.电流表 【解析】(1)根据串、并联电路特点,可知与电阻并联的是电压表,即甲是电压表,跟电阻串联的是电流表,即乙是电流表。 (2)某次测量时,电压表读数为2.00 V,电流表读数为0.40 A,则电阻的测量值为R=　5.00　Ω。(2分)  【解析】(2)根据公式R=,代入数据解得,电阻阻值为R=5.00 Ω。 2.(10分)(2025·上海高二检测)电阻率的测定有非常重要的意义,如为满足集成电路的性能要求,对金属导体、半导体等电阻率进行测定。“测量金属丝的电阻率”实验的电路如图所示。实验过程中: (1)用　A　测量金属丝长度,用　B　(均选填序号:A.刻度尺　B.螺旋测微器)测量金属丝的直径,为减少误差进行多次测量求平均值,得到金属丝长度L和直径d。(4分)  【解析】(1)在“测量金属丝的电阻率”实验中,金属丝的长度需要用刻度尺来测量,金属丝的直径需要用精确度更高的螺旋测微器来测量,故第一个空填A,第二个空填B。 (2)根据电路图连接电路,开关S处于断开状态,滑动变阻器滑片滑到　a　(选填“a”或“b”)端。闭合开关,调节滑动变阻器,记录多组电压和电流数据。(3分)  【解析】(2)在闭合开关前,为了保护电路,滑动变阻器接入电路中的阻值要达到最大,所以,如题图所示,闭合S前,滑动变阻器滑片应滑到a端。 (3)根据实验数据,画出U-I图线,图线的斜率就表示金属丝的阻值R,由此可知金属丝的电阻率ρ为　　(用L、d、R表示)。(3分)  【解析】(3)根据R=ρ,S=π()2,可得ρ=。 3.(12分)(2025·泉州高二检测)某小组同学通过实验测定一段粗细均匀的金属丝的电阻率,实验中所用测量仪器均已校准,操作过程如下: (1)测量金属丝的长度L及直径D。 ①用刻度尺测量金属丝的长度,其接入电路部分的起点与刻度尺0刻度对齐,终点位置如图甲,则金属丝的长度L为　62.50　cm;(2分)  ②用螺旋测微器测量金属丝的直径d,测量结果如图乙所示,其读数应为　0.400　mm。(2分)  【解析】(1)①刻度尺读数精确到0.1 cm,读数时估读到0.1 mm,读数为62.50 cm; ②由图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0 mm+40.0×0.01 mm=0.400 mm。 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。 ①实验所用器材有:电池组(3 V)、电流表(内阻约5 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A )、开关、导线若干。 ②正确连接好电路,进行实验测量,部分数据如表: 次数 1 2 3 4 5 6 U/V 0 0.40 0.80 1.20 1.60 2.0 I/A 0 0.08 0.18 0.26 0.36 0.4 由以上数据可知,他们测量Rx的阻值,是采用图中的　A　图;(2分)  【解析】(2)由于电压从零开始测量,所以滑动变阻器用分压式接法;由电压表与电流表读数可知,所测电阻阻值较小,应采用电流表外接法,故选A。 (3)图丙是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据所选的电路图,补充完成实物间的连线。(4分) 答案:(3)图见解析 【解析】(3)实物电路图如图所示 (4)由测量数据可求得电阻阻值为4.50 Ω,估算出该金属丝的电阻率约为　9.0×10-7　 Ω·m。(保留两位有效数字)(2分)  【解析】(4)由电阻定律R=ρ,得ρ==≈9.0×10-7 Ω·m 4.(10分)(2025·昭通高二检测)某实验小组利用学校实验室提供的器材,对教室内的桶装饮用水进行了抽检,目的是测定其电导率σ是否达标(电导率即电阻率的倒数,是衡量饮用水质量是否达标的一项关键指标)。以下是该实验小组进行的实验: (1)将采集的水样注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,对该样品进行粗略的电阻测量,所得结果约为2.5 kΩ。 (2)采用伏安法对该样品的电阻进行精确测量,在如图所示的实物图中,部分电路已正确连接,请用笔画线代替导线,完成实验电路的连接,要求电压表读数可从零开始变化。(2分) 答案:(2)图见解析 【解析】(2)实验要求电压表读数可从零开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法,待测电阻的阻值较大,故电流表采用内接法,电路连接情况如图; (3)电路连接正确后,将滑动变阻器的滑片置于最　左　(选填“左”或“右”)端。(2分)  【解析】(3)为了保护电流表、电压表,闭合开关之前,应使电流表、电压表的示数最小(符合实验要求电压表的示数从零逐渐增大),故滑片应位于最左端; (4)闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录多组电压表和电流表的示数,某次记录的示数分别为U和I,则此次计算所得的样品电阻阻值Rx=　　(用U和I表示)。(3分)  【解析】(4)根据欧姆定律可得,待测电阻的阻值为Rx=。 (5)实验最终得到该样品的阻值为R,同时测得塑料圆柱形容器内部长为L、直径为D。则该样品的电导率可表示为σ=　　(用R、L、D和π表示)。将所测数据代入该表达式,即可计算出电导率的数值,对照相关检测标准,即可判断水质的此项指标是否达标。(3分)  【解析】(5)根据电阻定律可得,导体的电阻率ρ==。 则导体的电导率σ== 5.(12分)(2025·广州高二检测)某实验小组设计了测量盐水电阻率的实验。所用实验器材如下:电源E(电压为3 V,内阻很小)、电流表A(内阻极小)、电压表V(内阻极大)、滑动变阻器R、开关S、导线若干、内部装有耐腐蚀电极板的长方体样品池。如图甲所示,样品池内的右侧电极板可以左右移动,且移动时与样品池间密封完好。 (1)先按图乙所示连接实物电路,将体积为V=1 500 mL的盐水样品加入样品池中,闭合开关S之前,滑动变阻器R的滑动触头应该位于最　左端　(选填“左端”“中间”或“右端”)。(2分)  【解析】(1)为保护电表,滑动变阻器R的滑动触头应该位于滑动变阻器的最左端。 (2)然后测量盐水的电阻率: ①调整右侧电极板处于样品池中的适当位置,闭合开关S,移动滑动变阻器R的滑动触头,使电压表和电流表有适当的示数U和I。若某次测量中,电压表的示数如图丙所示,则U= 　2.25(2.23~2.27均可)　V。(2分)  ②根据电阻定义式Rx=,计算并记录此时样品池中盐水的电阻值,同时测量并记录样品池中左右电极板的距离L(单位m)。 ③重复步骤①②的操作,记录多组测量数据。 【解析】(2)电压表的示数为2.25 V。 (3)数据处理与分析: ①根据记录的数据计算盐水样品的电阻Rx,以Rx为纵坐标,以　L2　(用题设条件中物理量的字母表示)为横坐标,建立坐标系,将得到的数据描点、作图、连线,得到的图像如图丁所示,则盐水的电阻率ρ=　0.93　Ω·m(结果保留两位有效数字)。(6分)  ②该实验中,若电流表的内阻不可忽略,则由于电表内阻的影响,盐水电阻率的测量值与真实值相比　C　(填正确答案标号)。(2分)  A.偏大 B.偏小 C.相等 【解析】(3)①根据电阻定律可得Rx=ρ=ρ,又因为图线是一条倾斜直线,故应以L2为横坐标;斜率k=,则电阻率ρ=kV=0.93 Ω·m;②根据欧姆定律可得Rx-RA=ρ,可得Rx=ρ+RA,斜率k不变,则电表内阻对电阻率的测量无影响,C项正确。 - 7 - 学科网（北京）股份有限公司 $