第11章 11.3 课时2 金属丝电阻率的测量（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第三册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 本同步练习围绕金属丝电阻率测量实验，采用基础巩固、综合运用、拓广探索三层设计，通过梯度化题型构建从基本操作到综合探究的知识巩固路径，培养科学思维与实验能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础巩固|伏安法内外接选择、电路连接、螺旋测微器使用|含教材改编题，聚焦单一实验技能，强化基础操作规范| |综合运用|器材选择、误差分析、U-I图像绘制|多步骤实验设计，结合试触法判断电路接法，培养科学推理能力| |拓广探索|故障分析、R-L图像处理、电阻率计算|探究性实验情境，要求数据处理与误差评估，发展科学探究素养|

课时 2 实验:金属丝电阻率的测量 基础巩固 1. 某同学用伏安法测一个阻值约为 的电阻,所选器材为电压表 (量程为 ,内阻约为 )、电流表 (量程为 ,内阻为 ),该同学应选用电流表的_____ (选填“内接法”或“外接法”). 2. (教材改编题)为了精确测量合金丝的电阻 ,设计出了如图甲所示的实验电路图,按照该电路图完成图乙中的实物图连接. 第 2 题 3. (教材改编题)某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率,已知待测电阻 约为 6.0 Ω，相关测量步骤如下: (1)用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度 . (2)用螺旋测微器测量电阻丝直径(如图所示), 从图中读出电阻丝的直径为_____mm. 第 3 题 (3) 现要进一步精确测量其阻值, 实验室提供了以下相关器材 (要求测量结果尽量准确): A. 电池组 B. 电流表 C. 电流表 D. 电压表 E. 电压表 F. 滑动变阻器 ,额定电流 ) G. 滑动变阻器 0.3 A) H. 开关, 导线 实验时应选用的器材是_____. (选填各器材的字母代号) 4. 为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率, 实验中所用的器材:电压表 (量程 0~3 V)、电流表 (量程 )、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干. 甲 乙 丙 第 4 题 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示, 其读数为 _____ mm. (2)采用伏安法测金属丝电阻时, 为减小系统误差, 需考虑电流表内接还是外接. 如图乙所示，某同学采用试触法:让电压表的一端接在 点，另一端先后接 点和 点. 结果发现电压表示数有明显变化, 而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接_____(选填“B”) 或“C”)点. (3)请根据图丙已描出的实验数据点，在坐标纸上作出 图像. (4)若接入部分长度 ，利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率 约为_____(选填选项字母). A. B. C. 5. 某实验小组欲测量一金属丝的电阻率, 实验室提供器材如下:待测金属丝 (阻值约为 ,直流电源 (电动势为 ,内阻很小),电流表 (量程为 ,内阻很小),电压表 (量程为 ,内阻为 ),滑动变阻器 (最大阻值为 )，滑动变阻器 (最大阻值为 )，定值电阻若干个，开关，导线若干. 丙 第 5 题 (1)首先用螺旋测微器测量待测金属丝的直径 ,某次测量时示数如图甲所示,则 _____ ；再用毫米刻度尺测量金属丝的长度 ,则待测金属丝的电阻率的表达式 _____(用题中字母 表示). (2)为尽量准确地测量金属丝的电阻 ,设计了如图乙所示的电路,图乙中滑动变阻器应该选用_____(选填“ ”或 “ ”)，由于电压表量程太小，需要串联定值电阻 将其改装成量程 的电压表,则 _____ . (3)根据图乙电路图，请用笔画线代替导线将图丙中实物连线补充完整. (4)考虑到电表内阻的影响，金属丝的电阻率测量值将_____(选填正确答案标号)真实值. A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不确定 综合运用 6. 小明同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝 的电阻率. 提供的器材: 毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表 (量程 ,内阻约 、电流表 (量程 ,内阻约 、滑动变阻器 (最大阻值 、学生电源 (电压 )、开关 、单刀双掷开关 K 和导线若干. 甲 乙 第 6 题 (1)如图甲所示，用螺旋测微器测得电阻丝的直径 _____ . (2)小明利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路. 实验时,闭合开关 ,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变，将开关 先后与 1、2 连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将开关 K 连接_____(选填“1”或 “2”)，按此连接测量，测量结果_____ (选填“小于”“大于”或“等于”)电阻丝的真实值. (3)图丙为小明同学利用同一根电阻丝接入电路中的长度 不同时进行实验,记录数据后在坐标纸上绘制的 图像,其中图像①、②对应的电阻丝的长度之比 _____. (4)根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为 _____(用 、 、 表示). 7. 为探究小灯泡的电功率 和电压 的关系, 小明测量小灯泡的电压 和电流 ,利用 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为 “ 3.0 V,1.8 W",电源为 的电池, 滑动变阻器的最大阻值为 . (1)准备使用的实物电路如图甲所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线) 甲 第 7 题 (2)现有 、 和 的定值电阻，电路中的电阻 应选_____ 的定值电阻. (3)测量结束后，应先断开开关，拆除_____ 两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材. (4)小明处理数据后将 、 描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图乙所示. 请指出图像中不恰当的地方. 第 7 题 8. 某同学用伏安法测定待测电阻 的阻值 (约为 )，除了 、开关 、导线外，还有下列器材供选用: A. 电压表 (量程 ,内阻约 ) B. 电压表 (量程 ,内阻约 ) C. 电流表 (量程 ,内阻约 ) D. 电流表 (量程 ,内阻约 ) E. 电源(电动势 ,额定电流 ,内阻不计) F. 电源(电动势 ,额定电流 ,内阻不计) G. 滑动变阻器 (阻值范围 ,额定电流 ) (1)为使测量尽量准确，电压表选用_____， 电流表选用_____，电源选用_____. (均选填器材的字母代号) (2)在虚线框内画出测量 阻值的实验电路图. (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_____(选填“大于”“小于”或“等于”) 其真实值，原因是_____. 拓广探索 9. 合金材料的电阻率都比较大，某同学按如下步骤测量一合金金属丝的电阻率. 实验操作如下: (1)用螺旋测微器在该金属丝上三个不同位置测量该金属丝的直径, 结果都如图甲所示，则该金属丝的直径为_____ . 第 9 题 (2)按图乙所示连接测量电路，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有读数，而电流表读数总为零，已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的，则电路故障为导线_____断路(用图中导线编号表示). (3)排除电路故障后，改变滑动头在金属丝上的位置，测出金属丝长度 和接入电路的电阻 如下表: 10.0 17.9 26.1 34.0 41.9 10 20 30 40 50 请根据表中的数据，在图丙方格纸上作出 图像. 第 9 题 (4)根据图像及金属丝的直径，计算该金属丝的电阻率 _____ (保留两位有效数字). (5)采用上述测量电路和数据处理方法，电表内阻对该金属丝电阻率测量的影响为_____(选填“使结果偏大”“使结果偏小”或“对结果无影响”). 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时 2 实验:金属丝电阻率的测量 基础巩固 1. 某同学用伏安法测一个阻值约为 的电阻,所选器材为电压表 (量程为 ,内阻约为 )、电流表 (量程为 ,内阻为 ),该同学应选用电流表的_____ (选填“内接法”或“外接法”). 【答案】内接法 【解析】在用伏安法测电阻时,若无法确定电流表和电压表的内阻对测量结果的影响, 一般小电阻用电流表外接法, 大电阻用电流表内接法, 以减小系统误差, 但对于已知电表内阻的情况，可以在计算过程中直接排除电表内阻的影响.本题中选用内接法时, 所得电压与电流的比值为待测电阻与电流表的内阻之和, 通过计算可以得到待测电阻的真实值,不存在系统误差,即 . 2. (教材改编题)为了精确测量合金丝的电阻 ,设计出了如图甲所示的实验电路图,按照该电路图完成图乙中的实物图连接. 第 2 题 【答案】见解析图 【解析】将电表接入电路时注意电流要从正接线柱流入，连接图如图所示. 第 2 题答图 3. (教材改编题)某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率,已知待测电阻 约为 6.0 Ω，相关测量步骤如下: (1)用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度 . (2)用螺旋测微器测量电阻丝直径(如图所示), 从图中读出电阻丝的直径为_____mm. 第 3 题 (3) 现要进一步精确测量其阻值, 实验室提供了以下相关器材 (要求测量结果尽量准确): A. 电池组 B. 电流表 C. 电流表 D. 电压表 E. 电压表 F. 滑动变阻器 ,额定电流 ) G. 滑动变阻器 0.3 A) H. 开关, 导线 实验时应选用的器材是_____. (选填各器材的字母代号) 【答案】(2)0.600(3)ACDFH 【解析】(2)螺旋测微器的读数为 (3) 需要电源，故选用 A；因待测电阻约 ，可知实验过程中电流较小， 故选用电流表 C；电源提供 3 V 电压，故选用电压表 D；为了方便操作，选用阻值较小的滑动变阻器，故选用 F；连接电路需要导线和开关，故选择 H. 4. 为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率, 实验中所用的器材:电压表 (量程 0~3 V)、电流表 (量程 )、滑动变阻器、学生电源、开关、导线若干. 甲 乙 丙 第 4 题 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径时，某次的测量结果如图甲所示, 其读数为 _____ mm. (2)采用伏安法测金属丝电阻时, 为减小系统误差, 需考虑电流表内接还是外接. 如图乙所示，某同学采用试触法:让电压表的一端接在 点，另一端先后接 点和 点. 结果发现电压表示数有明显变化, 而电流表示数无明显变化，则实验中应将电压表的另一端接_____(选填“B”) 或“C”)点. (3)请根据图丙已描出的实验数据点，在坐标纸上作出 图像. (4)若接入部分长度 ，利用上述实验数据可得出该金属丝的电阻率 约为_____(选填选项字母). A. B. C. 【答案】(1)0.540 (2)B (3)如图所示 (4)B 【解析】(1) 读数为: . (2)实验要求电压和电流尽量准确, 电压表示数有明显变化, 则电压表要直接测量电阻丝的电压, 电流表示数无明显变化, 则测电阻丝的电流或者电阻丝和电压表的总电流均可,所以应该接 B 点. (3)如答图所示. (4)由上图可得， ，横截面积 ,电阻决定式 ,代入数据解得 ,故选 B. 第 4 题答图 5. 某实验小组欲测量一金属丝的电阻率, 实验室提供器材如下:待测金属丝 (阻值约为 ,直流电源 (电动势为 ,内阻很小),电流表 (量程为 ,内阻很小),电压表 (量程为 ,内阻为 ),滑动变阻器 (最大阻值为 )，滑动变阻器 (最大阻值为 )，定值电阻若干个，开关，导线若干. 丙 第 5 题 (1)首先用螺旋测微器测量待测金属丝的直径 ,某次测量时示数如图甲所示,则 _____ ；再用毫米刻度尺测量金属丝的长度 ,则待测金属丝的电阻率的表达式 _____(用题中字母 表示). (2)为尽量准确地测量金属丝的电阻 ,设计了如图乙所示的电路,图乙中滑动变阻器应该选用_____(选填“ ”或 “ ”)，由于电压表量程太小，需要串联定值电阻 将其改装成量程 的电压表,则 _____ . (3)根据图乙电路图，请用笔画线代替导线将图丙中实物连线补充完整. (4)考虑到电表内阻的影响，金属丝的电阻率测量值将_____(选填正确答案标号)真实值. A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 不确定 【答案】( 1 )0.200 ( 2 ) 3000 ( 3 )见解析图 ( 4 )A 【解析】(1) 金属丝的直径 . 根据电阻定律有 ,解得 . (2)滑动变阻器选用分压式接法，应选择电阻小的滑动变阻器,故滑动变阻器应该选用 ; 电压表量程太小,需要串联定值电阻 将其改装成量程 ,则 ,解 得 . (3)根据电路图, 连接实物图如答图所示. (4)采用电流表内接法时,由于 , 可知金属丝的电阻测量值大于真实值, 则金属丝的电阻率测量值将大于真实值. 故选 A. 第 5 题答图 综合运用 6. 小明同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝 的电阻率. 提供的器材: 毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表 (量程 ,内阻约 、电流表 (量程 ,内阻约 、滑动变阻器 (最大阻值 、学生电源 (电压 )、开关 、单刀双掷开关 K 和导线若干. 甲 乙 第 6 题 (1)如图甲所示，用螺旋测微器测得电阻丝的直径 _____ . (2)小明利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路. 实验时,闭合开关 ,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变，将开关 先后与 1、2 连接，发现电压表示数变化较大，电流表示数基本不变，则测量时应将开关 K 连接_____(选填“1”或 “2”)，按此连接测量，测量结果_____ (选填“小于”“大于”或“等于”)电阻丝的真实值. (3)图丙为小明同学利用同一根电阻丝接入电路中的长度 不同时进行实验,记录数据后在坐标纸上绘制的 图像,其中图像①、②对应的电阻丝的长度之比 _____. (4)根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为 _____(用 、 、 表示). 【答案】(1) 小于 【解析】(1) 根据螺旋测微器的读数规则, 该读数为 . (2)开关 先后与 1、2 连接, 发现电压表示数变化较大, 电流表示数基本不变, 说明电流表分压影响比较大, 电压表分流影响不大, 则应采用电流表外接法,即测量时应将开关 连接 1 ; 采用电流表外接法时,根据 ,由于电压表的分流,使得电流值偏大,故 的测量值小于真实值. 图线的斜率表示电阻,根据题图丙可知 ,根据 ,同一材料粗细相同，电阻率相同，电阻与接入电路的长度成正比，故 . (4) 根据电阻定律 ,解得 7. 为探究小灯泡的电功率 和电压 的关系, 小明测量小灯泡的电压 和电流 ,利用 得到电功率. 实验所使用的小灯泡规格为 “ 3.0 V,1.8 W",电源为 的电池, 滑动变阻器的最大阻值为 . (1)准备使用的实物电路如图甲所示. 请将滑动变阻器接入电路的正确位置. (用笔画线代替导线) 甲 第 7 题 (2)现有 、 和 的定值电阻，电路中的电阻 应选_____ 的定值电阻. (3)测量结束后，应先断开开关，拆除_____ 两端的导线，再拆除其他导线，最后整理好器材. (4)小明处理数据后将 、 描点在坐标纸上，并作出了一条直线，如图乙所示. 请指出图像中不恰当的地方. 第 7 题 【答案】(1)如图所示 (2)10 (3)电池 (4)图线画为直线；横坐标的标度不恰当. 第 7 题答图 【解析】(1) 测量小灯泡的电功率与电压的关系时, 小灯泡两端电压从零开始变化, 所以滑动变阻器应接成分压电路. (2)小灯泡正常工作时两端电压是 ，电流 ,电路总电流 ,电路总电阻 ,所以定值电阻只能选择 . ( 3 )断开开关后, 电路中没有电流, 但电池的两根导线相碰可能会引起电池短路, 所以应该先拆除电池两端的导线. (4) 描点作图应该根据点的分布用平滑的曲线连接; 画的图线应该尽量占满坐标纸. 8. 某同学用伏安法测定待测电阻 的阻值 (约为 )，除了 、开关 、导线外，还有下列器材供选用: A. 电压表 (量程 ,内阻约 ) B. 电压表 (量程 ,内阻约 ) C. 电流表 (量程 ,内阻约 ) D. 电流表 (量程 ,内阻约 ) E. 电源(电动势 ,额定电流 ,内阻不计) F. 电源(电动势 ,额定电流 ,内阻不计) G. 滑动变阻器 (阻值范围 ,额定电流 ) (1)为使测量尽量准确，电压表选用_____， 电流表选用_____，电源选用_____. (均选填器材的字母代号) (2)在虚线框内画出测量 阻值的实验电路图. (3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会_____(选填“大于”“小于”或“等于”) 其真实值，原因是_____. 【答案】(1)BCF(2)见解析图(3)大于 电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压 (其他表述正确也可) 【解析】(1) 若电源选用 ,则通过 的最大电流为 ,电流表选用 还达不到半偏,故电源应选用 . 电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且接近电源电压,故电压表选用 . 由此可知电路中的电流约为 , 故电流表选用 C. (2)因为待测电阻阻值较大，所以电流表应采用内接法. 因为滑动变阻器的阻值很小，若采用限流接法接入电路起不到多大的限流作用，所以滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示. (3)因为电流表采用内接法，电压表测出的电压为 与电流表串联后两端电压 ，而 ,所以 . 第 8 题答图 拓广探索 9. 合金材料的电阻率都比较大，某同学按如下步骤测量一合金金属丝的电阻率. 实验操作如下: (1)用螺旋测微器在该金属丝上三个不同位置测量该金属丝的直径, 结果都如图甲所示，则该金属丝的直径为_____ . 第 9 题 (2)按图乙所示连接测量电路，使滑动变阻器接入电路的阻值最大，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有读数，而电流表读数总为零，已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的，则电路故障为导线_____断路(用图中导线编号表示). (3)排除电路故障后，改变滑动头在金属丝上的位置，测出金属丝长度 和接入电路的电阻 如下表: 10.0 17.9 26.1 34.0 41.9 10 20 30 40 50 请根据表中的数据，在图丙方格纸上作出 图像. 第 9 题 (4)根据图像及金属丝的直径，计算该金属丝的电阻率 _____ (保留两位有效数字). (5)采用上述测量电路和数据处理方法，电表内阻对该金属丝电阻率测量的影响为_____(选填“使结果偏大”“使结果偏小”或“对结果无影响”). 【答案】( 1 )0.380(0.379 0.381 )( 2 )a 或 c ( 3 )见解析图 ( 4 ) (5)对结果无影响 【解析】(1) 该金属丝的直径为 . (2)只有 或 发生断路时,电压表相当于测电源电压, 此时才会出现电压表有读数, 而电流表读数总为零. (3) 图像如图所示: 第 9 题答图 (4)根据公式 得 ,由 (3)中作出的 图像可知，图 像的斜率 ,代入数据解得 ; (5) 因为多次测量金属丝长度 和接入电路的电阻,通过 图像的斜率求解电阻率,所以电表内阻对该金属丝电阻率测量结果无影响. 学科网（北京）股份有限公司 $