第10章 5.实验11导体电阻率的测量（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

该高中物理高考复习课件聚焦“导体电阻率的测量”实验专题，依据高考评价体系梳理伏安法内外接选择、电阻定律应用、仪器读数（游标卡尺、螺旋测微器）、图像分析（U-L图斜率）等核心考点，通过近五年真题统计明确高频考点分布，归纳仪器使用、数据处理、误差分析等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题精讲+素养导向+易错突破”，如以2024山东题解析伏安法内外接判断（科学思维），2023辽宁题通过U-L图像斜率推导电阻率表达式（科学探究），总结“仪器读数三步法”“图像斜率物理意义提取技巧”，帮助学生掌握实验设计与数据处理能力，教师可借此精准指导学生突破实验题瓶颈，提升高考得分率。

实验11　导体电阻率的测量 返回目录 1.(2024山东,14,8分)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0~16 V); 滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A); 电压表V(量程3 V,内阻未知); 电流表A(量程3 A,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。 返回目录 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1.70 Ω; 　    1.92(1.90~1. 95均可)　     　    1　          　    2.450     返回目录   (4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,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。 　　大于　     返回目录 解析    (1)读数为2 mm+45.0×0.01 mm=2.450 mm。 (2)电压表示数变化更明显,说明待测电阻与电流表内阻相差较小,故应把电流表外接, 即K应掷到1端。 (3)选图线上某点坐标[如(2.50 V,1.30 A)],由欧姆定律可得电阻RY=  Ω≈1.92 Ω。 (4)由电阻定律R=ρ 得 = × = × >1,故ρX>ρY。 返回目录 2.(2023辽宁,12,6分)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=0.20 cm; 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=0.40 A,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。 图(a) 返回目录   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); 　　乙　     (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)。 　    6.5×10-5　     返回目录 解析    (1)若L是丙到乙的距离,则有U=IRL= L,U与L成正比例关系,与题图(b)相符。若 L是丙到甲或丁的距离,则U与L不是正比例关系,与题图(b)不符。 (2)根据(1)中U与L的函数关系式和题图(b)中U-L图像的对应关系可知k= ,故ρ= 。 (3)由U-L图像和已知量得 ρ= ×  Ω·m=6.5×10-5 Ω·m。 易错警示 求电阻率时要注意a与L的单位要换算成国际单位制单位。 返回目录 3.(2024江西,12,7分)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d=0.07 m和高h=0.03 m。 (2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻RA=2 500 Ω)、 电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、 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。 返回目录 (3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测 量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx-l图线,分别如图(b)中甲、乙所示。   (4)若Rx-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=_____________(用k、d、h表示)。实 　    kdh　     返回目录 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8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出 水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V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) 　    0.46　     　　高　     返回目录 解析    解题导引　①考查伏安法测电阻时电流表内外接的选取,若电流表内阻已知,则 一定采用电流表内接法,待测电阻Rx= -RA;②考查通过图像表示物理公式间的联系,线 性关系中的截距和斜率的物理意义是考查的重点。 返回目录 解析    (2)因电流表内阻已知,故采用电流表内接法,因直流电源电压为3 V,故将电压表 的“+3”接线柱与电流表的“+”接线柱连接,如图所示。   (4)由电阻定律得Rx=ρ ,故Rx-l图像中图线的斜率k= ,解得ρ=kdh。由题图(b)可知,温 度高时对应图线的斜率较小,故其电阻率较小,更容易导电。 返回目录 (5)水管内水的最小电阻Rmin= = =2.2×105 Ω,而Rmin=ρ ,其中ρ=kdh,代入 数据解得水管长度的最小值lmin≈0.46 m。 返回目录 4.(2025四川,12,10分)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有: 待测合金丝样品(长度约1 m) 螺旋测微器 学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知) 米尺(量程0~100 cm) 滑动变阻器(最大阻值20 Ω) 电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω) 电流表(量程0~30 mA,内阻较小) 开关S1、S2 返回目录 导线若干        (1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm 位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.4 返回目录 99 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为_______________mm。 (2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 ______(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于________端(选 填“左”或“右”)。 (3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、 闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA 处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为__________________Ω·m (取π=3.14,结果保留2位有效数字)。 　    1.3×10-6　     　　左　     a　     　    0.500　     返回目录 (4)为减小实验误差,可采用的做法有____________(有多个正确选项)。 A.换用内阻更小的电源 B.换用内阻更小的电流表 C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱 D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值 　    CD　     返回目录 解析    (1)直径的平均值 = =  mm=0.500 mm (2)滑动变阻器限流接法必须一上一下接入电路,故电流表的“+”接线柱需要和滑动 变阻器的接线柱a相连;在闭合开关前,滑动变阻器接入电路的阻值应最大,保证电路接 通时电路电流最小,电路安全,故滑动变阻器滑片应置于左端。 (3)由题意知合金丝接入电路的长度l=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm,因合金丝与电阻箱 等效替代,当电流相等时,二者电阻相等,由题图2所示的电阻箱读数可知合金丝接入电 路中的电阻为3.2 Ω,合金丝的横截面积S=π ,根据R=ρ ,得ρ= = =1.256× 10-6 Ω·m≈1.3×10-6 Ω·m。 返回目录 (4)本实验通过等效替代法测电阻,电源内阻对本实验无直接影响,换用内阻更小的电 源,不能减小误差,A错误;电流表内阻不影响电阻测量结果,B错误。换用0~99.99 Ω的电 阻箱,电阻箱测量阻值时更精确,能减小误差,C正确;多次测量合金丝不同区间相等长度 样品的电阻率,再求平均值,可减小偶然误差,D正确。 返回目录 关键点拨 (1)电路连接易错点 电流表“+”接线柱需与电源正极相连。限流电路中滑动变阻器连接方式应采用“一 上一下”原则,若误将滑动变阻器接成“两下”(即定值电阻),会导致无法调节电流。 (2)等效替代法核心逻辑 滑动变阻器滑片位置不变,两次实验电流表示数相同,则合金丝接入电路的电阻R=R箱, 与电流表内阻无关(因为两次内阻影响相同,可抵消)。 返回目录 $