3.3 测量金属丝的电阻率(重难点专练)物理粤教版必修第三册
2026-07-27
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第三节 测量金属丝的电阻率 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 23.75 MB |
| 发布时间 | 2026-07-27 |
| 更新时间 | 2026-07-27 |
| 作者 | 听雨 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58974209.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“测量—计算—误差分析”为主线,系统整合仪器读数方法、电阻定律应用及电路设计,培养科学探究与科学思维
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|精密仪器读数计算题|5题/含螺旋测微器、游标卡尺读数|螺旋测微器读数=固定刻度+可动刻度×0.01;游标卡尺读数=主尺+对齐格数×分度精度|从基础测量工具操作到数据读取,建立实验数据获取能力|
|结合电阻定律的综合计算题型|5题/涵盖高考真题、期中模拟|统一单位→仪器读数→计算S、R→代入ρ=RS/L|衔接电阻定律公式推导,形成“测量-计算-结果”完整逻辑链|
|实验电路选择、误差分析题型|5题/含电路接法选择、误差判断|对比电阻与电表内阻选内/外接,分压/限流接法;从偏差方向推导电阻率误差|深化实验方案设计与评估,体现科学论证与质疑创新|
内容正文:
3.3测量金属丝的电阻率
题型01 精密仪器读数计算题
题型02 结合电阻定律的综合计算题型
题型03 实验电路选择、误差分析题型
▌题型01 精密仪器读数计算题
一、核心要点
螺旋测微器精度0.01mm,读数需要估读;游标卡尺分10/20/50分度,无需估读,二者常用来读取金属丝直径数值。
二、解题方法
螺旋测微器读数=固定刻度+可动刻度×0.01;游标卡尺读数=主尺读数+对齐格数×对应分度精度。
三、解题思维
分步读数,拆分固定部分与可动部分,留意半毫米刻度线、对齐刻度等细节,规避读数低级错误。
1.【答案】(1) 50.15 10.500
(2)B
【详解】(1)[1]由图(b)可知,游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺的第3个刻度与主尺的某刻度对齐,读数为
3×0.05mm=0.15mm
则有
L=50mm+0.15mm=50.15mm
[2]由图(c)可知,螺旋测微器的固定刻度读数为10mm,可动刻度的读数为
0.01×50.0mm=0.500mm
则有
D=10mm+0.500mm=10.500mm
[3]由欧姆定律可得
由电阻定律可得
(2)A.用螺旋测微器测量陶瓷管的直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;
B.用U-I图像处理实验数据求电热膜的电阻可减小偶然误差,B正确;
C.用安培表内接法把M、N接入电路中,由于电流表的分压作用,使电压的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻测量值大于真实值,由电阻定律求出电阻率测量值大于真实值,C错误。
故选B。
2.【答案】(1)0.729/0.730/0.731
(2)2.59/2.60/2.61
(3)偏小
【详解】(1)用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长其值为0.5mm+0.01mm×23.0=0.730mm
(2)电压表最小刻度为0.1V,则示数为0.260V。
(3)该电路由于电压表的分流作用,使得电流的测量值偏大,则电阻的测量值偏小,根据电阻定律可知该实验测得电阻率的结果偏小。
3.【答案】 丙 0.36
【详解】(2)[1]测量圆柱形容器的内径,应选用游标卡尺的内测量爪,故选丙。
[2]丙图为10分度的游标卡尺,读数为
(4)[3]纯净水的电阻
则待测纯净水的电导率为
4.【答案】 2.150/2.149/2.151 5.025
【详解】[1]金属丝的直径为
[2]工件的长度
5.【答案】 8.020/8.019/8.021 2.060
【详解】[1]螺旋测微器读数为固定刻度数与可动刻度数之和,所以螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以游标卡尺读数为
▌题型02 结合电阻定律的综合计算题型
一、核心要点
利用公式ρ=RS/L,代入长度、直径算出横截面积,结合伏安法测得电阻,最终求解金属丝电阻率。
二、解题方法
统一所有物理量单位,先完成仪器读数,依次计算S、R,最后代入推导公式完成运算。
三、解题思维
逆向对应实验原理,按照实验测量顺序一步步定量计算,保证物理量一一对应。
1.【答案】 B 0.4 87 333
【详解】(1)[1]根据电路图描绘实物图如下
(2)[2]滑动变阻器限流式连接,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到B端使回路电阻最大。
(4)[3]表格中电压表的读数均为保留两位小数,电压有误的数据是0.4V,应为0.40V。
(5)[4][5]设该铅笔芯单位长度的电阻为,根据电路图可知
整理得
已知,
计算得
2.【答案】 0~20 1.30 1.1×10-6(0.90×10-6~1.3×10-6) 小于
【详解】(1)[1]由实验原理可知
而由图像可知待测电阻最大约为8,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的阻值不能太大,故选0~20比较合适;
(2)[2]量程为3V的电压表,精度为0.1V,估读到0.01V,则电压为1.30V;
(3)[3]根据电阻定律有
则图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
(4)[4] 另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,而横截面积变为
由图2中图线b可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
3.【答案】(1)
(2) 36.2 36.2
(3)
(4)
【详解】(1)根据电路图可得实物连接图如图所示
(2)由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律
解得
代入电压表的读数可得
(3)三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
(4)若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
4.【答案】(1) A D E
(2)丁
(3)
【详解】(1)[1] 电源电压3V,故电压表选A;
[2]金属丝电阻约,最大电流
故电流表选D;
[3] 阻值小,调节方便,故滑动变阻器选E。
(2)金属丝电阻较小,根据,可知电流表采用外接法;滑动变阻器阻值小于被测电阻,采用分压式接法,故丁图合理。
(3)电阻
由电阻定律,
解得
5.【答案】(1)C
(2)B
(3)
(4)
【详解】(1)A. 用刻度尺多次测量金属丝接入电路部分的全长,算出其平均值,故A错误;
B. 用螺旋测微器在金属丝上至少三个部位测量直径,计算平均值,故B错误;
C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变,以保证金属丝的电阻不变,故C正确。
故选C。
(2)待测金属丝电阻较小,可知电压表的分流很小,电流表应采用外接法;为使金属丝两端的电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法。
故选B。
(3)根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得
联立可得金属丝电阻率的表达式为
(4)[1]由图可知当接入金属丝的长度为L1时,毫安表的示数为2I0,电流计此时满偏且为I0,流过金属丝的电流也为I0,根据欧姆定律可知,此时接入电路的金属丝的阻值与电流计的阻值相等且为,灵敏电流计改装为量程为的电流表,则电流计此时满偏为I0,通过金属丝的电流为2I0,根据欧姆定律可知金属丝接入电路的阻值将会减小一半,即金属丝接入电路的长度也会减小一半,即。
[2]由上分析可知金属丝接入电路的长度为时阻值为,根据欧姆定律,有
可得金属丝的电阻率为。
▌题型03实验电路选择、误差分析题型
一、核心要点
根据待测电阻大小选择电流表内接/外接,根据实验需求选择滑动变阻器限流/分压接法;分析读数、电路、温度带来的测量误差。
二、解题方法
对比待测电阻和电表内阻判断电路接法;顺着“测量值与真实值偏差”反向推导电阻率偏大或偏小。
三、解题思维
因果溯源思维,从电路结构、操作细节出发,层层推导每一个因素对最终结果的影响。
1.【答案】(1) 1.840 3.14
(2) C E 乙
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
(2)[1]由于电源电动势为3V,则电压表需要选择D,电路最大电流约为
所以电流表应选择C;
[2]由于所选电流表内阻已知,所以电流表应采用内接法;为方便实验操作,为了减小误差,需要电压从零开始变化,滑动变阻器采用分压式连接,且滑动变阻器选择阻值较小的E;
[3]综合以上可知电流表应采用内接法,滑动变阻器采用分压式接法,故电路选乙。
2.【答案】(1) A E
(2)
(3) 用螺旋测微器测量金属丝的直径d,用毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的长度L。
(4)C
【详解】(1)[1]根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的最大电流
因此电流表应选择A;
[2]滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应选择E;
(2)根据电路图,实物连接情况如下
(3)[1]描点作图,舍弃个别相差较远的点,如图所示
[2]根据电阻定律可得
为了测量金属丝的电阻率,根据图像可得的阻值后,还需要用螺旋测微器测量金属丝的直径d,毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的长度L。
(4)图1中,滑动变阻器的滑片移动距离时,滑片位于最左端,电压表的示数为零;图4中,滑动变阻器的滑片移动距离时,滑动变阻器的滑片位于最右端,电压表的示数最小值为
图1中,滑动变阻器的滑片位移最右端时,滑片移动的距离为,电压表的示数为最大值
图4中,滑动变阻器的滑片位移最左端时,滑片移动的距离,电压表的示数为最大值
由于,所以,即图线甲的最大值小于图线乙的最大值;图4中滑动变阻器滑片移动的距离时,滑动变阻器接入电路中的有效长度,设电阻丝的横截面积为S,则电压表的示数为
其中
随着x的增大,逐渐减小,根据均值不等式可知,当,减小到最大,此后减小得幅度逐渐增大,电压表示数增大得越快,综合分析可知C正确。
故选C。
3.【答案】(1) 50.20 4.700
(2) C D F
(3)
(4) 2.60 0.52
(5)
【详解】(1)[1]根据游标卡尺读数规律可得,其长度为
[2]根据螺旋测微器读数规律可得,金属丝的直径为
(2)[1]电源电动势为3V,则电压表需要选择D;
[2]电路最大电流约为,电流表应选择C;
[3]为方便实验操作,为了减小误差,需要电压从零开始变化,滑动变阻器采用分压式连接,故滑动变阻器选择阻值较小的F。
(3)由于待测电阻的阻值远小于电压表的电阻,但电流表内阻已知,故选择电流表内接法,滑动变阻器采用分压接法,如图所示
(4)[1]电压表的分度值为0.1V,则电压表的读数为2.60V;
[2]电流表的分度值为0.02A,则电流表读数为0.52A。
(5)根据电阻定律
其中
该金属丝电阻率的表达式为
4.【答案】(1)
(2) A C E
(3)
(4)
(5)小于
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确度为,读数为;
[2]游标卡尺的读数精确度为,读数为。
(2)[1]两节干电池的电动势约为3V,电压表应选A;
[2]已知金属丝的电阻大约为,最大电流约,电流表应选C;
[3]金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法,为了方便调节电路滑动变阻器最大阻值选择较小的,应选择E。
(3)实验要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化,故滑动变阻器应采用分压式接法,电压表内阻远远大于待测电阻,因此采用电流表外接法,实验电路图如下
(4)根据欧姆定律有
根据电阻定律有
金属导体的横截面积为
联立解得
图线的斜率为
解得
(5)根据电流表外接法,电流的测量值偏大,根据可知图像斜率的测量值偏小,根据可知电阻率的测量值偏小。
5.【答案】(1)2.486
(2)C
(3)
(4)小于
【详解】(1)由图示螺旋测微器可知,其读数为2mm+48.6×0.01mm=2.486mm。
(2)待测电阻阻值为10,为方便实验操作,滑动变阻器应选择R2,由于待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器应采用分压接法。
故选C。
(3)流过待测电阻的最大电流1.5A
应将电流表A1与A2并联测电流,由于电压表内阻远大于电流表内阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示
(4)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。
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3.3测量金属丝的电阻率
题型01 精密仪器读数计算题
题型02 结合电阻定律的综合计算题型
题型03 实验电路选择、误差分析题型
▌题型01 精密仪器读数计算题
一、核心要点
螺旋测微器精度0.01mm,读数需要估读;游标卡尺分10/20/50分度,无需估读,二者常用来读取金属丝直径数值。
二、解题方法
螺旋测微器读数=固定刻度+可动刻度×0.01;游标卡尺读数=主尺读数+对齐格数×对应分度精度。
三、解题思维
分步读数,拆分固定部分与可动部分,留意半毫米刻度线、对齐刻度等细节,规避读数低级错误。
1.(2024·新疆塔城·二模)电热膜供暖系统(常用于地暖)工作时以电热膜为发热体,将热量以热辐射的形式送入周围空间,其节能节材、不耗水、不占地、开关自主等,综合效果优于传统的对流供暖方式。
(1)如图(a)所示是一个表面镀有一层均匀电热膜的圆柱形陶瓷管,已测出镀膜的厚度为d,用游标卡尺测量陶瓷管的长度L,其示数如图(b)所示,则L=________mm;用螺旋测微器测量陶瓷管的直径D,其示数如图(c)所示,则D=________mm。管两端有导电金属箍M、N,现用安培表内接法把M、N接入电路中,当两端电压为U时,通过它的电流为I,则该电热膜的电阻率为________;(用U、I、L、D、d表示)
(2)本次实验中所用测量仪器均已校准,则( )
A.用螺旋测微器测量陶瓷管的直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用U-I图像处理实验数据求电热膜的电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
【答案】(1) 50.15 10.500
(2)B
【详解】(1)[1]由图(b)可知,游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺的第3个刻度与主尺的某刻度对齐,读数为
3×0.05mm=0.15mm
则有
L=50mm+0.15mm=50.15mm
[2]由图(c)可知,螺旋测微器的固定刻度读数为10mm,可动刻度的读数为
0.01×50.0mm=0.500mm
则有
D=10mm+0.500mm=10.500mm
[3]由欧姆定律可得
由电阻定律可得
(2)A.用螺旋测微器测量陶瓷管的直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,A错误;
B.用U-I图像处理实验数据求电热膜的电阻可减小偶然误差,B正确;
C.用安培表内接法把M、N接入电路中,由于电流表的分压作用,使电压的测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻测量值大于真实值,由电阻定律求出电阻率测量值大于真实值,C错误。
故选B。
2.(25-26高二上·四川遂宁·期中)一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如图甲所示。现要测量其电阻率,选择适当的器材按照图丙连接电路图测量金属管电阻:
(1)用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示,则其值为___________mm:
(2)采用图丙所示电路测量样品的电阻,进而得到其电阻率。测量时电压表示数如图所示,其读数为___________V:
(3)该实验测得电阻率的结果___________(选填“偏小”、“偏大”、“准确”)。
【答案】(1)0.729/0.730/0.731
(2)2.59/2.60/2.61
(3)偏小
【详解】(1)用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长其值为0.5mm+0.01mm×23.0=0.730mm
(2)电压表最小刻度为0.1V,则示数为0.260V。
(3)该电路由于电压表的分流作用,使得电流的测量值偏大,则电阻的测量值偏小,根据电阻定律可知该实验测得电阻率的结果偏小。
3.(25-26高二上·江西赣州·期中)电阻率的倒数称为电导率,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某同学想测量某品牌纯净水的电导率,他将纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆盘电极密封,如图甲所示。
(1)用毫米刻度尺测出圆柱形容器长度为L;
(2)测量圆柱形容器的内径时,应选用________(选填“乙”或“丙”)测量工具,其读数________cm;
(3)进一步测得圆柱形容器内纯净水的电阻为R;
(4)待测纯净水的电导率为________(用R、d、L表示)。
【答案】 丙 0.36
【详解】(2)[1]测量圆柱形容器的内径,应选用游标卡尺的内测量爪,故选丙。
[2]丙图为10分度的游标卡尺,读数为
(4)[3]纯净水的电阻
则待测纯净水的电导率为
4.(2024高二上·浙江·学业考试)实验小组为测量某横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率,先用螺旋测微器测定该金属丝的直径,测得的结果如下甲图所示,则该金属丝的直径______。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如下乙图所示,则该工件的长度______。
【答案】 2.150/2.149/2.151 5.025
【详解】[1]金属丝的直径为
[2]工件的长度
5.(2025·广东湛江·模拟预测)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径,示数如图甲所示,此示数为________mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为_________cm。
【答案】 8.020/8.019/8.021 2.060
【详解】[1]螺旋测微器读数为固定刻度数与可动刻度数之和,所以螺旋测微器的读数为
[2]游标卡尺读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以游标卡尺读数为
▌题型02 结合电阻定律的综合计算题型
一、核心要点
利用公式ρ=RS/L,代入长度、直径算出横截面积,结合伏安法测得电阻,最终求解金属丝电阻率。
二、解题方法
统一所有物理量单位,先完成仪器读数,依次计算S、R,最后代入推导公式完成运算。
三、解题思维
逆向对应实验原理,按照实验测量顺序一步步定量计算,保证物理量一一对应。
1.(2025·贵州·高考真题)某实验小组为测量粗细均匀的铅笔芯单位长度电阻及电压表的内阻,选用的器材有:
待测铅笔芯;
电源(电动势,内阻不计);
毫安表(内阻约,量程);
电压表V(内阻约几百欧,量程);
滑动变阻器(阻值);
刻度尺;开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a)在答题卡上完成图(b)中的实物图连线______。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到________端(填“A”或“B”)。
(3)移动滑动触头P到铅笔芯上的某位置,测量铅笔芯接入电路部分的长度;闭合S,移动滑动变阻器的滑片使毫安表示数,读出此时电压表的示数,断开。
(4)重复步骤(3),得到多组条件下不同对应的,如下表所示。表中电压的某个数据记录有误,有误的数据是________。
/cm
3.00
4.00
6.00
10.00
14.00
U/V
0.13
0.18
0.26
0.4
0.57
(5)实验小组更正表中的数据后,计算出和的值,并以为横坐标、为纵坐标对其进行线性拟合,得到直线的斜率,纵轴截距。计算出该铅笔芯单位长度的电阻为________,电压表的内阻为________。(结果均保留至整数)
【答案】 B 0.4 87 333
【详解】(1)[1]根据电路图描绘实物图如下
(2)[2]滑动变阻器限流式连接,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到B端使回路电阻最大。
(4)[3]表格中电压表的读数均为保留两位小数,电压有误的数据是0.4V,应为0.40V。
(5)[4][5]设该铅笔芯单位长度的电阻为,根据电路图可知
整理得
已知,
计算得
2.(2022·浙江·高考真题)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是_______(选填“0~20”或“0~200”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V电压表的指针位置如图3所示,则读数U=_______V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为_______·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像,由图可知合金丝甲的横截面积_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
【答案】 0~20 1.30 1.1×10-6(0.90×10-6~1.3×10-6) 小于
【详解】(1)[1]由实验原理可知
而由图像可知待测电阻最大约为8,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的阻值不能太大,故选0~20比较合适;
(2)[2]量程为3V的电压表,精度为0.1V,估读到0.01V,则电压为1.30V;
(3)[3]根据电阻定律有
则图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
(4)[4] 另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,而横截面积变为
由图2中图线b可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
3.(2026·贵州·高考真题)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
【答案】(1)
(2) 36.2 36.2
(3)
(4)
【详解】(1)根据电路图可得实物连接图如图所示
(2)由题图(d)可知的读数为,结合题图(b)和串联电路分压规律
解得
代入电压表的读数可得
(3)三个电阻导电材料相同、涂层长度相同、宽度较小且相同,由电阻定律可知横截面积越大,即涂层越厚的电阻,阻值越小,由于阻值最小,则涂层最厚。
(4)若考虑电压表内阻,则根据串、并联电路规律和欧姆定律有
4.(25-26高二上·广东河源·期中)为了测量一精密金属丝的电阻率,某实验小组先用多用电表粗测其电阻约为,
A.电压表(量程3V,内阻约为)
B.电压表(量程15V,内阻约为)
C.电流表(量程3A,内阻约为)
D.电流表(量程600mA,内阻约为)
E.滑动变阻器(,0.6A)
F.滑动变阻器(,0.1A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E
H.电阻箱
L.开关S,导线若干
(1)为了测量精确,应选用电压表______,电流表______,为了测量范围尽可能大一些,应选用滑动变阻器______(填器材前序号)
(2)应选用图中的______(选填“甲”“乙”“丙”“丁”)电路图设计最合理。
(3)如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率的表达式______。
【答案】(1) A D E
(2)丁
(3)
【详解】(1)[1] 电源电压3V,故电压表选A;
[2]金属丝电阻约,最大电流
故电流表选D;
[3] 阻值小,调节方便,故滑动变阻器选E。
(2)金属丝电阻较小,根据,可知电流表采用外接法;滑动变阻器阻值小于被测电阻,采用分压式接法,故丁图合理。
(3)电阻
由电阻定律,
解得
5.(2025·北京朝阳·二模)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)下列说法正确的是______。
A.用刻度尺多次测量金属丝的全长,算出其平均值
B.用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径
C.实验中尽可能保持金属丝的温度不变
(2)若待测金属丝电阻较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且金属丝两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A. B.
C. D.
(3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出图像,图线的斜率为k,金属丝的有效长度为l,直径为D,则金属丝电阻率的表达式为______。
(4)某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示,G两端并联长为L的金属丝,调节滑动变阻器使G满偏,毫安表示数为I,改变L,重复上述步骤,始终保证G满偏,获得多组I、L数据,作出图像如图2所示,均为已知量。
①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表,则接入金属丝的长度为______;
②若给定金属丝的横截面积为S,则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为______。
【答案】(1)C
(2)B
(3)
(4)
【详解】(1)A. 用刻度尺多次测量金属丝接入电路部分的全长,算出其平均值,故A错误;
B. 用螺旋测微器在金属丝上至少三个部位测量直径,计算平均值,故B错误;
C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变,以保证金属丝的电阻不变,故C正确。
故选C。
(2)待测金属丝电阻较小,可知电压表的分流很小,电流表应采用外接法;为使金属丝两端的电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法。
故选B。
(3)根据欧姆定律可得
根据电阻定律可得
联立可得金属丝电阻率的表达式为
(4)[1]由图可知当接入金属丝的长度为L1时,毫安表的示数为2I0,电流计此时满偏且为I0,流过金属丝的电流也为I0,根据欧姆定律可知,此时接入电路的金属丝的阻值与电流计的阻值相等且为,灵敏电流计改装为量程为的电流表,则电流计此时满偏为I0,通过金属丝的电流为2I0,根据欧姆定律可知金属丝接入电路的阻值将会减小一半,即金属丝接入电路的长度也会减小一半,即。
[2]由上分析可知金属丝接入电路的长度为时阻值为,根据欧姆定律,有
可得金属丝的电阻率为。
▌题型03实验电路选择、误差分析题型
一、核心要点
根据待测电阻大小选择电流表内接/外接,根据实验需求选择滑动变阻器限流/分压接法;分析读数、电路、温度带来的测量误差。
二、解题方法
对比待测电阻和电表内阻判断电路接法;顺着“测量值与真实值偏差”反向推导电阻率偏大或偏小。
三、解题思维
因果溯源思维,从电路结构、操作细节出发,层层推导每一个因素对最终结果的影响。
1.(24-25高二上·江西上饶·期中)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则d=________mm;用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示,由图可知其长度L=________cm;
(2)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻为0.5Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻为0.5Ω)
D.电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)
E.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
F.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)
G.开关、导线
要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,上述器材中,电流表应选________,滑动变阻器应选_______(填写各器材的字母代号);电路应选__________(选填甲、乙、丙、丁)。
【答案】(1) 1.840 3.14
(2) C E 乙
【详解】(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和,所以
[2]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
(2)[1]由于电源电动势为3V,则电压表需要选择D,电路最大电流约为
所以电流表应选择C;
[2]由于所选电流表内阻已知,所以电流表应采用内接法;为方便实验操作,为了减小误差,需要电压从零开始变化,滑动变阻器采用分压式连接,且滑动变阻器选择阻值较小的E;
[3]综合以上可知电流表应采用内接法,滑动变阻器采用分压式接法,故电路选乙。
2.(2025·北京海淀·一模)某实验小组用图1所示电路测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。
(1)实验室有电源(电动势E为3.0V,内阻约为1Ω)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)
B.电流表(量程0~3A,内阻约0.025Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(0~1kΩ,额定电流0.5A)
为了比较准确地测量金属丝的电阻阻值,实验中电流表应选___,滑动变阻器应选___。(选填器材前的字母)
(2)图2所示为测量R2的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据图1电路图补充完成图2中实物间的连线___。
(3)该小组同学正确连接电路,改变滑动变阻器的滑片位置,测量得到多组电压U和电流I,并在图3坐标系中标出。
a.请在图3中画出U-I图线___。
b.已通过U-I图线得到了Rx。为准确测量待测金属丝的电阻率,请写出还需要测量的物理量及对应的测量方法___。
(4)该小组同学利用上述相同实验器材,分别按照图1和图4的电路图正确连接电路。按操作规范,将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端,探究电压表示数U与滑片移动距离x 间的关系,分别得到图线甲和乙。已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L,下列反映U-x关系的示意图中可能正确的是 。
A. B. C.
【答案】(1) A E
(2)
(3) 用螺旋测微器测量金属丝的直径d,用毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的长度L。
(4)C
【详解】(1)[1]根据闭合电路的欧姆定律可知,电路中的最大电流
因此电流表应选择A;
[2]滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应选择E;
(2)根据电路图,实物连接情况如下
(3)[1]描点作图,舍弃个别相差较远的点,如图所示
[2]根据电阻定律可得
为了测量金属丝的电阻率,根据图像可得的阻值后,还需要用螺旋测微器测量金属丝的直径d,毫米刻度尺测量金属丝接入电路中的长度L。
(4)图1中,滑动变阻器的滑片移动距离时,滑片位于最左端,电压表的示数为零;图4中,滑动变阻器的滑片移动距离时,滑动变阻器的滑片位于最右端,电压表的示数最小值为
图1中,滑动变阻器的滑片位移最右端时,滑片移动的距离为,电压表的示数为最大值
图4中,滑动变阻器的滑片位移最左端时,滑片移动的距离,电压表的示数为最大值
由于,所以,即图线甲的最大值小于图线乙的最大值;图4中滑动变阻器滑片移动的距离时,滑动变阻器接入电路中的有效长度,设电阻丝的横截面积为S,则电压表的示数为
其中
随着x的增大,逐渐减小,根据均值不等式可知,当,减小到最大,此后减小得幅度逐渐增大,电压表示数增大得越快,综合分析可知C正确。
故选C。
3.(25-26高三上·天津河东·阶段检测)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度______mm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则______mm。
(2)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻,要求测量结果尽量准确,现有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻约为0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
D.电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约为15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)
H.开关、导线
上述器材中,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______(填写各器材的字母代号)。
(3)要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,请按要求在虚线框中画出实验电路图__________。
(4)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示,则电压表的读数为______V,电流表的读数为______A。
(5)该金属丝电阻率的表达式______(用l,d,R表示)。
【答案】(1) 50.20 4.700
(2) C D F
(3)
(4) 2.60 0.52
(5)
【详解】(1)[1]根据游标卡尺读数规律可得,其长度为
[2]根据螺旋测微器读数规律可得,金属丝的直径为
(2)[1]电源电动势为3V,则电压表需要选择D;
[2]电路最大电流约为,电流表应选择C;
[3]为方便实验操作,为了减小误差,需要电压从零开始变化,滑动变阻器采用分压式连接,故滑动变阻器选择阻值较小的F。
(3)由于待测电阻的阻值远小于电压表的电阻,但电流表内阻已知,故选择电流表内接法,滑动变阻器采用分压接法,如图所示
(4)[1]电压表的分度值为0.1V,则电压表的读数为2.60V;
[2]电流表的分度值为0.02A,则电流表读数为0.52A。
(5)根据电阻定律
其中
该金属丝电阻率的表达式为
4.(2025·江苏南京·模拟预测)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中,欲采用伏安法测出金属丝的电阻,已知金属丝的电阻大约为。实验室中有以下器材可供使用:
A.电压表,内阻约为;
B.电压表,内阻约为;
C.电流表,内阻约为;
D.电流表,内阻约为;
E.滑动变阻器();
F.滑动变阻器();
G.两节干电池、开关及导线若干。
(1)用螺旋测微器测其直径________mm,再用游标卡尺测其长度为________cm。
(2)要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化,电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选______(请填写器材前字母序号);
(3)请在虚线框中将电路图补充完整_____。
(4)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图像是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为k,金属导体的有效长度为L,直径为D,则该金属导体电阻率的表达式为______(用题目中给定的字母表示);
(5)依据设计的实验原理,实验测得的电阻率______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)
(2) A C E
(3)
(4)
(5)小于
【详解】(1)[1]螺旋测微器的精确度为,读数为;
[2]游标卡尺的读数精确度为,读数为。
(2)[1]两节干电池的电动势约为3V,电压表应选A;
[2]已知金属丝的电阻大约为,最大电流约,电流表应选C;
[3]金属导体两端的电压从零开始变化,滑动变阻器必须采用分压接法,为了方便调节电路滑动变阻器最大阻值选择较小的,应选择E。
(3)实验要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化,故滑动变阻器应采用分压式接法,电压表内阻远远大于待测电阻,因此采用电流表外接法,实验电路图如下
(4)根据欧姆定律有
根据电阻定律有
金属导体的横截面积为
联立解得
图线的斜率为
解得
(5)根据电流表外接法,电流的测量值偏大,根据可知图像斜率的测量值偏小,根据可知电阻率的测量值偏小。
5.(2025·浙江杭州·二模)小张用多用电表粗略测得导体棒电阻约为10Ω,为更精确地测量其电阻,他用实验室提供的下列器材再次进行测量:
待测导体棒:
电压表V(量程为0~15V,内阻约为20kΩ);
电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω);
电流表(量程为0~1.0A,内阻约为0.1Ω);
电流表(量程为0~6.0A,内阻约为0.05Ω);
滑动变阻器(总阻值为5Ω);
滑动变阻器(总阻值为1kΩ);
蓄电池E(电动势为20V,内阻不计);
开关、导线若干。
(1)如图1所示,用螺旋测微器测量该导体棒的直径,读出示数________mm;
(2)实验要求待测导体棒两端电压从零开始变化,下列关于滑动变阻器的选择与连接方式,正确的是________;
A. B.
C. D.
(3)请在如图2所示的虚线框中将最优测量电路图补充完整,并标明所选器材的字母代号,要求电表指针偏转超过满刻度的。________;
(4)由于电路的系统误差,用最优测量电路图测出的电阻测量值_________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)2.486
(2)C
(3)
(4)小于
【详解】(1)由图示螺旋测微器可知,其读数为2mm+48.6×0.01mm=2.486mm。
(2)待测电阻阻值为10,为方便实验操作,滑动变阻器应选择R2,由于待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器应采用分压接法。
故选C。
(3)流过待测电阻的最大电流1.5A
应将电流表A1与A2并联测电流,由于电压表内阻远大于电流表内阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示
(4)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。
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3.3测量金属丝的电阻率
题型01 精密仪器读数计算题
题型02 结合电阻定律的综合计算题型
题型03 实验电路选择、误差分析题型
▌题型01 精密仪器读数计算题
一、核心要点
螺旋测微器精度0.01mm,读数需要估读;游标卡尺分10/20/50分度,无需估读,二者常用来读取金属丝直径数值。
二、解题方法
螺旋测微器读数=固定刻度+可动刻度×0.01;游标卡尺读数=主尺读数+对齐格数×对应分度精度。
三、解题思维
分步读数,拆分固定部分与可动部分,留意半毫米刻度线、对齐刻度等细节,规避读数低级错误。
1.(2024·新疆塔城·二模)电热膜供暖系统(常用于地暖)工作时以电热膜为发热体,将热量以热辐射的形式送入周围空间,其节能节材、不耗水、不占地、开关自主等,综合效果优于传统的对流供暖方式。
(1)如图(a)所示是一个表面镀有一层均匀电热膜的圆柱形陶瓷管,已测出镀膜的厚度为d,用游标卡尺测量陶瓷管的长度L,其示数如图(b)所示,则L=________mm;用螺旋测微器测量陶瓷管的直径D,其示数如图(c)所示,则D=________mm。管两端有导电金属箍M、N,现用安培表内接法把M、N接入电路中,当两端电压为U时,通过它的电流为I,则该电热膜的电阻率为________;(用U、I、L、D、d表示)
(2)本次实验中所用测量仪器均已校准,则( )
A.用螺旋测微器测量陶瓷管的直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.用U-I图像处理实验数据求电热膜的电阻可减小偶然误差
C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值
2.(25-26高二上·四川遂宁·期中)一根细长均匀、内芯为绝缘材料的金属管线样品,横截面外缘为正方形,如图甲所示。现要测量其电阻率,选择适当的器材按照图丙连接电路图测量金属管电阻:
(1)用螺旋测微器测得样品截面外缘正方形边长如图乙所示,则其值为___________mm:
(2)采用图丙所示电路测量样品的电阻,进而得到其电阻率。测量时电压表示数如图所示,其读数为___________V:
(3)该实验测得电阻率的结果___________(选填“偏小”、“偏大”、“准确”)。
3.(25-26高二上·江西赣州·期中)电阻率的倒数称为电导率,是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某同学想测量某品牌纯净水的电导率,他将纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内,容器两端用金属圆盘电极密封,如图甲所示。
(1)用毫米刻度尺测出圆柱形容器长度为L;
(2)测量圆柱形容器的内径时,应选用________(选填“乙”或“丙”)测量工具,其读数________cm;
(3)进一步测得圆柱形容器内纯净水的电阻为R;
(4)待测纯净水的电导率为________(用R、d、L表示)。
4.(2024高二上·浙江·学业考试)实验小组为测量某横截面为圆形、粗细均匀的导电材料的电阻率,先用螺旋测微器测定该金属丝的直径,测得的结果如下甲图所示,则该金属丝的直径______。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如下乙图所示,则该工件的长度______。
5.(2025·广东湛江·模拟预测)某同学用螺旋测微器测圆柱体的直径,示数如图甲所示,此示数为________mm;用游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为_________cm。
▌题型02 结合电阻定律的综合计算题型
一、核心要点
利用公式ρ=RS/L,代入长度、直径算出横截面积,结合伏安法测得电阻,最终求解金属丝电阻率。
二、解题方法
统一所有物理量单位,先完成仪器读数,依次计算S、R,最后代入推导公式完成运算。
三、解题思维
逆向对应实验原理,按照实验测量顺序一步步定量计算,保证物理量一一对应。
1.(2025·贵州·高考真题)某实验小组为测量粗细均匀的铅笔芯单位长度电阻及电压表的内阻,选用的器材有:
待测铅笔芯;
电源(电动势,内阻不计);
毫安表(内阻约,量程);
电压表V(内阻约几百欧,量程);
滑动变阻器(阻值);
刻度尺;开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图。根据图(a)在答题卡上完成图(b)中的实物图连线______。
(2)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片调到________端(填“A”或“B”)。
(3)移动滑动触头P到铅笔芯上的某位置,测量铅笔芯接入电路部分的长度;闭合S,移动滑动变阻器的滑片使毫安表示数,读出此时电压表的示数,断开。
(4)重复步骤(3),得到多组条件下不同对应的,如下表所示。表中电压的某个数据记录有误,有误的数据是________。
/cm
3.00
4.00
6.00
10.00
14.00
U/V
0.13
0.18
0.26
0.4
0.57
(5)实验小组更正表中的数据后,计算出和的值,并以为横坐标、为纵坐标对其进行线性拟合,得到直线的斜率,纵轴截距。计算出该铅笔芯单位长度的电阻为________,电压表的内阻为________。(结果均保留至整数)
2.(2022·浙江·高考真题)小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个的值,作出图像,如图2中图线a所示。
(1)在实验中使用的是_______(选填“0~20”或“0~200”)的滑动变阻器。
(2)在某次测量时,量程为3V电压表的指针位置如图3所示,则读数U=_______V。
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2,则合金丝甲的电阻率为_______·m(结果保留2位有效数字)。
(4)图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像,由图可知合金丝甲的横截面积_______(选填“大于”、“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积。
3.(2026·贵州·高考真题)在绝缘板上均匀涂敷一种导电材料,制作的电阻样品如图(a)所示。所制三个电阻的涂层长度相同、宽度较小且相同、厚度不同(几微米),阻值均约为几十欧。某实验小组通过测量三个电阻阻值,比较其涂层厚度,所用器材有:
待测电阻、和;
电压表V1(量程0~3 V);
电压表V2(量程0~5 V);
电阻箱(阻值);
滑动变阻器 (阻值);
直流电源E(电动势4.5 V);
开关;导线若干。
请完成下列步骤:
(1)实验小组设计了如图(b)所示的电路图。根据图(b)完成图(c)中的实物图连线。
(2)接入,闭合,调节 和,的示数如图(d)所示,此时读数为_____,电压表V1和V2读数分别为和,由此可知_____。断开,改换待测电阻,重复上述步骤。分别测得,。
(3)由三个电阻测量值可知_____(填“”“”或“”)涂层最厚。
(4)实验完成后,该小组通过原理分析,发现此方法测电阻未考虑电压表V1内阻的影响。若已知电压表V1内阻为,电压表V1和V2示数分别为和,电阻箱示数为,则________(用、、和表示)。经分析发现,本实验中考虑电压表V1内阻后,不影响判断三个电阻涂层厚度关系。
4.(25-26高二上·广东河源·期中)为了测量一精密金属丝的电阻率,某实验小组先用多用电表粗测其电阻约为,
A.电压表(量程3V,内阻约为)
B.电压表(量程15V,内阻约为)
C.电流表(量程3A,内阻约为)
D.电流表(量程600mA,内阻约为)
E.滑动变阻器(,0.6A)
F.滑动变阻器(,0.1A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E
H.电阻箱
L.开关S,导线若干
(1)为了测量精确,应选用电压表______,电流表______,为了测量范围尽可能大一些,应选用滑动变阻器______(填器材前序号)
(2)应选用图中的______(选填“甲”“乙”“丙”“丁”)电路图设计最合理。
(3)如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率的表达式______。
5.(2025·北京朝阳·二模)在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)下列说法正确的是______。
A.用刻度尺多次测量金属丝的全长,算出其平均值
B.用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径
C.实验中尽可能保持金属丝的温度不变
(2)若待测金属丝电阻较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且金属丝两端的电压调节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A. B.
C. D.
(3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出图像,图线的斜率为k,金属丝的有效长度为l,直径为D,则金属丝电阻率的表达式为______。
(4)某同学利用金属丝和内阻为的灵敏电流计G设计了一个多量程电流表。如图1所示,G两端并联长为L的金属丝,调节滑动变阻器使G满偏,毫安表示数为I,改变L,重复上述步骤,始终保证G满偏,获得多组I、L数据,作出图像如图2所示,均为已知量。
①若想将灵敏电流计改装为量程为的电流表,则接入金属丝的长度为______;
②若给定金属丝的横截面积为S,则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为______。
▌题型03实验电路选择、误差分析题型
一、核心要点
根据待测电阻大小选择电流表内接/外接,根据实验需求选择滑动变阻器限流/分压接法;分析读数、电路、温度带来的测量误差。
二、解题方法
对比待测电阻和电表内阻判断电路接法;顺着“测量值与真实值偏差”反向推导电阻率偏大或偏小。
三、解题思维
因果溯源思维,从电路结构、操作细节出发,层层推导每一个因素对最终结果的影响。
1.(24-25高二上·江西上饶·期中)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示,则d=________mm;用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示,由图可知其长度L=________cm;
(2)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻为0.5Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻为0.5Ω)
D.电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)
E.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
F.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)
G.开关、导线
要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,上述器材中,电流表应选________,滑动变阻器应选_______(填写各器材的字母代号);电路应选__________(选填甲、乙、丙、丁)。
2.(2025·北京海淀·一模)某实验小组用图1所示电路测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω的金属丝的电阻率。
(1)实验室有电源(电动势E为3.0V,内阻约为1Ω)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)
B.电流表(量程0~3A,内阻约0.025Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(0~1kΩ,额定电流0.5A)
为了比较准确地测量金属丝的电阻阻值,实验中电流表应选___,滑动变阻器应选___。(选填器材前的字母)
(2)图2所示为测量R2的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据图1电路图补充完成图2中实物间的连线___。
(3)该小组同学正确连接电路,改变滑动变阻器的滑片位置,测量得到多组电压U和电流I,并在图3坐标系中标出。
a.请在图3中画出U-I图线___。
b.已通过U-I图线得到了Rx。为准确测量待测金属丝的电阻率,请写出还需要测量的物理量及对应的测量方法___。
(4)该小组同学利用上述相同实验器材,分别按照图1和图4的电路图正确连接电路。按操作规范,将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端,探究电压表示数U与滑片移动距离x 间的关系,分别得到图线甲和乙。已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L,下列反映U-x关系的示意图中可能正确的是 。
A. B. C.
3.(25-26高三上·天津河东·阶段检测)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度______mm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则______mm。
(2)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻,要求测量结果尽量准确,现有以下器材:
A.电池组(3V,内阻1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻约为0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
D.电压表(0~3V,内阻约为3kΩ)
E.电压表(0~15V,内阻约为15kΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,额定电流0.3A)
H.开关、导线
上述器材中,电流表应选______,电压表应选______,滑动变阻器应选______(填写各器材的字母代号)。
(3)要求待测电阻两端的电压能从零开始变化,请按要求在虚线框中画出实验电路图__________。
(4)用电压表和电流表测金属丝的电压和电流时读数如图所示,则电压表的读数为______V,电流表的读数为______A。
(5)该金属丝电阻率的表达式______(用l,d,R表示)。
4.(2025·江苏南京·模拟预测)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中,欲采用伏安法测出金属丝的电阻,已知金属丝的电阻大约为。实验室中有以下器材可供使用:
A.电压表,内阻约为;
B.电压表,内阻约为;
C.电流表,内阻约为;
D.电流表,内阻约为;
E.滑动变阻器();
F.滑动变阻器();
G.两节干电池、开关及导线若干。
(1)用螺旋测微器测其直径________mm,再用游标卡尺测其长度为________cm。
(2)要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化,电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选______(请填写器材前字母序号);
(3)请在虚线框中将电路图补充完整_____。
(4)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的图像是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为k,金属导体的有效长度为L,直径为D,则该金属导体电阻率的表达式为______(用题目中给定的字母表示);
(5)依据设计的实验原理,实验测得的电阻率______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
5.(2025·浙江杭州·二模)小张用多用电表粗略测得导体棒电阻约为10Ω,为更精确地测量其电阻,他用实验室提供的下列器材再次进行测量:
待测导体棒:
电压表V(量程为0~15V,内阻约为20kΩ);
电流表(量程为0~0.6A,内阻约为0.2Ω);
电流表(量程为0~1.0A,内阻约为0.1Ω);
电流表(量程为0~6.0A,内阻约为0.05Ω);
滑动变阻器(总阻值为5Ω);
滑动变阻器(总阻值为1kΩ);
蓄电池E(电动势为20V,内阻不计);
开关、导线若干。
(1)如图1所示,用螺旋测微器测量该导体棒的直径,读出示数________mm;
(2)实验要求待测导体棒两端电压从零开始变化,下列关于滑动变阻器的选择与连接方式,正确的是________;
A. B.
C. D.
(3)请在如图2所示的虚线框中将最优测量电路图补充完整,并标明所选器材的字母代号,要求电表指针偏转超过满刻度的。________;
(4)由于电路的系统误差,用最优测量电路图测出的电阻测量值_________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
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