测量金属丝的电阻率(含答案)

考点27实验：测量金属丝的电阻率长度的测量及其测量工具的选用测电阻[题组一基础与经典题]1．在“测量金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。

待测金属丝接入电路部分的长度L为50 cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________ mm。

(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻R x(阻值大约5 Ω)。

实验所用器材为：电池组(电动势3 V，内阻约1 Ω，不宜长时间、大功率下使用)、电流表(内阻约0.1 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。

画出你认为比较合理的电路图。

(3)正确连接好电路，进行实验测量，记录数据。

电压表示数为U，电流表示数为I，在坐标纸上建立U-I坐标系，并描绘出U-I图线如图所示。

由图线得到金属丝的阻值R x＝________ Ω。

(保留两位有效数字)(4)根据实验所测得数据计算得出金属丝的电阻率ρ＝________ Ω·m。

(保留两位有效数字)答案(1)0.398(0.396～0.399均正确)(2)图见解析(3)4.4(4.3～4.5均正确)(4)1.1×10－6解析(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d＝0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm。

(2)滑动变阻器最大阻值大于待测电阻阻值，则滑动变阻器采用限流接法；因为R VR x>R xR A，为减小误差，则电流表外接，合理的电路如图所示。

(3)由图线得到金属丝的阻值R x＝UI＝2.470.56Ω＝4.4 Ω。

(4)根据R x＝ρLS，S＝π4d2，得ρ＝πd2R x4L，代入数据可得ρ＝1.1×10－6Ω·m。

2．用伏安法测电阻，不论是电流表内接法，还是电流表外接法，都有系统误差。

(1)如图a所示，如果电压表和电流表的读数分别为U V和I A，待测电阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值；如果已知电压表的内阻为R V，则待测电阻的阻值R x＝________。

实验：测定金属丝的电阻率基础知识（二）实验原理：R=ρ，S=πd2 【将测得R、l、d的值，代入电阻率计算公式ρ= =中，计算出金属导线的电阻率】根据电阻定律公式R=ρ，只要测量出金属导线的长度l和它的直径d，计算出导线的横截面积S，并用伏安法测出金属导线的电阻R，即可计算出金属导线的电阻率ρ.（五）注意事项(1本实验中被测金属导线的电阻值较小，为了减小实验的系统误差，实验电路必须采用电流表外接法．(2测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，亦即电压表并入两点间的部分为待测导线长度．测量时应将导线拉直．(3闭合电键S之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置．(4在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流I的值不宜过大(电流表用0～0．6 A量程，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度过高，造成其电阻率在实验过程中增大.(5求R的平均值可用两种方法：第一种是用R＝U／I算出各次的测量值，再取平均值；第二种是用图象U—I（图线）的斜率来求出．若采用图象法，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点可以不予考虑.解题技法一、电流表外接法和内接法(1 电流表外接法:如图甲所示,由于电压表的分流,电流表测出的电流比R中的实际电流要大一些,所以R测真 .(2电流表内接法:如图乙所示,由于电流表的分压,电压表测出的电压比R两端的实际电压要大一些,所以R测>R真.(3电流表外接和内接的选择①用外接法时,测量电阻的真实值R=,由此可看出RV比R大得越多时,RV的分流越小,测量的误差越小.因此,外接法适宜测量小电阻.②用内接法时,测量电阻的真实值R=,由此可看出RA比R小得越多时,RA的分压越小,测得的误差越小.因此,内接法适宜测量大电阻.二、判定被测电阻的大小的方法(1若待测电阻的大约值已知时,当>,即R约<的情况下,可认为待测电阻是小电阻【即采用外接法】;当<,即R约>情况下,可认为待测电阻是大电阻【即采用内接法】.(2若待测电阻的大约值未知时,可根据实验中两电表的读数变化情况判定.如图所示,当电压表的一端分别接在a\,b两点时,若电压表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与RA相比拟,待测电阻是小电阻.若电流表的示数变化较大,说明待测电阻R可以与RV相比拟,待测电阻是大电阻.三、滑动变阻器的两种接法【限流式和分压式】滑动变阻器在供电电路中有两种接线方式:限流式和分压式(如图.限流式可省一个耗电支路,分压式电压调节范围大,应根据需要选用.变阻器的分压与限流接法是高考的热点,虽然两种电路均可调节负载电阻电压和电流的大小,但在不同条件下,调节效果大不一样.(1负载电阻的阻值Rx远大于变阻器的总电阻R,须用分压式电路.(2要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,须用分压式电路.(3负载电阻的阻值Rx小于变阻器总电阻R或相差不多,且电压电流变化不要求从零调起时,可采取限流接法.(4两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流接法总功耗较小.(5特殊问题中还要根据电压表和电流表量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲,以更能减小误差的连接方式为好.典例剖析典例一阻值约为30 kΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值.备选器材有:A.电源(E=16 V,r=2 Ω;B.电源（E=3 V,r=0.5 Ω）;C.电压表（量程0～15 V,内阻50 kΩ）;D.电压表（量程0～3 V,内阻10 kΩ）;E.电流表（量程0～500 μA,内阻500 Ω）；F.电流表（量程0～1 mA,内阻250 Ω）；G.滑动变阻器（阻值0～200 Ω）;H.电键一只，导线若干.(1从上述器材中选出合适的有用的器材____________：.(用字母表示(2画出实验电路图.解析：(1电阻R较大,故选大电源,提高I、U的数值，电源选A，电压表选C.I=mA≈0.5 mA电流表选E，再选GH.(2要较准确测量,故用分压式接法,比较各内阻关系,选内接法.答案：（1）ACEGH（2）如下图。

测量金属丝的电阻率基础打磨1.(2019年广东省广州市高三4月综合测试)测金属丝的电阻率实验。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图1,其示数为mm。

图1图2图3(2)实验电路如图2,请用笔画线代替导线,完成图3的实物连线。

-L的图线,求(3)开启电源,合上开关,记录aP的长度L和电流表的示数I;移动线夹改变aP的长度L,测得多组L和I的值,作出1I得图线斜率为k。

(4)若稳压电源输出电压为U,金属丝的横截面积为S,则该金属丝的电阻率ρ=(用k、U、S表示)。

2.(2019年江苏省七市高三第三次调研)测定金属丝的电阻率,提供实验器材如下:A.待测金属丝R(电阻约为8 Ω)B.电流表(0.6 A,内阻约为0.6 Ω)C.电压表(3 V,内阻约为3 kΩ)D.滑动变阻器R1(0~5 Ω,2 A)E.电源E(6 V)F.开关,导线若干(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图1所示,则金属丝的直径为mm。

图1(2)某同学采用如图2所示电路进行实验,请用笔画线代替导线,在图3中将实物电路图连接完整。

图2图3-L (3)测得金属丝的直径为d,改变金属夹P的位置,测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I,作出UI 如图4所示。

测得图线斜率为k,则该金属丝的电阻率ρ为。

(用符号表示)图4(4)关于电阻率的测量,下列说法中正确的有。

A.开关S闭合前,滑动变阻器R1的滑片应置于最左端B.实验中,滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动C.待测金属丝R长时间通电,会导致电阻率测量结果偏小D.该实验方案中电流表的内阻对电阻率测量结果没有影响能力拔高3.(2019年安徽省定远县重点中学高三第二次模拟)漆包线是电机、家用电器、电子仪表电磁绕组的主要和关键原材料,随着中国制造工业的飞速发展,给漆包线带来了更加广阔的应用领域和市场,同时对漆包线的品质提出了更高的要求。

某地质监局在对某品牌的漆包线进行质量抽检时,要测定一卷阻值约为20 Ω的金属漆包线的长度(两端绝缘漆层已去除),实验室提供有下列器材:A.电流表:量程①0~0.6 A,内阻约为1 Ω;量程②0~3 A,内阻约为0.2 ΩB.电压表:量程③0~3 V,内阻约为2 kΩ;量程④0~15 V,内阻约为10 kΩC.低压电源E:电动势30 V,内阻r可以忽略D.滑动变阻器R1:阻值范围0~10 Ω,额定电流2 AE.滑动变阻器R2:阻值范围0~500 Ω,额定电流0.5 AF.开关S及导线若干图1(1)使用螺旋测微器测量漆包线直径时如图1所示,则漆包线的直径d=mm。

实验：测金属丝的电阻率（复习题库）1、现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和图（b）所示。

（1）由上图读得圆柱体的直径为_________mm，长度为__________cm。

（2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=____________。

【答案】1.844 4.2402 4D UIL π2、在某学习小组的实验活动中，要测量一个圆柱形金属材料的电阻率。

(1)用螺旋测微器测量金属材料的直径D，用游标卡尺测量金属材料的长度L，刻度位置如图甲所示，则L为cm。

(2)选择合适的器材按照图乙所示的电路图连接电路，调节滑动变阻器到合适位置，记下电压表读数U、电流表读数I，计算出材料的电阻，根据电阻定律求出材料电阻率。

则该材料电阻率ρ为。

（用D、L、U、I表示）(3)实际上使用的电压表和电流表有一定的内阻，测量的电阻率结果比真实的值（填“偏大”、“偏小”或“相同” ）【答案】5.67524D UILπ偏小3、（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，由于金属丝直径很小，不能使用普通刻度尺，应使用螺旋测微器．螺旋测微器的精确度为_________mm，用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图所示，从图中读出金属丝的直径为_________mm。

（2）如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U，就可求出金属丝的电阻率．用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率，其表达式为ρ=___________。

（3）在此实验中，金属丝的电阻大约为4Ω，在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，选用了如下实验器材：A．直流电源：电动势约4．5 V，内阻不计；B．电流表A：量程0～0．6 A，内阻约0．125Ω；C．电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ；D．滑动变阻器R：最大阻值10Ω；E．开关、导线等。

《测定金属的电阻率》实验报告实验目的：学会用伏安法测量电阻的阻值，掌握利用电阻定律测定金属的电阻率。

实验原理：部分电路欧姆定律：I U R =； 电阻定律：SL R ρ= 实验器材：金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表（0—3V ）、电流表（0—0.6A ）、电源（3V ）、滑动变阻器（0—20Ω）、开关一个、导线若干【点拨】被测金属丝要选用电阻率大的材料，如铁铬铝合金、镍铬合金等或300瓦电炉丝经细心理直后代用，直径0.4毫米左右，电阻5~10欧之间为宜实验步骤（1）用螺旋测微器三次测量导线不同位置的直径记录在表格中，取平均值D 求出其横截面积S=πD 2/4. （2）将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度米尺测量接入电路的金属丝长度L ，测三次记录在表格中，求出平均值。

（3）根据所选测量仪器和选择电路的原则画好电路图1，然后依电路图按顺序给实物连线。

注意：避免接线交叉和正负极性接错，开关处于断开状态，滑动变阻器的阻值调到最大（4）检查线路无误后闭合电键，调节滑动变阻器读出几组I 、U 值，分别计算电阻R 再求平均值，设计表格把多次测量的U 、I 记下来。

注意：（1）测量时通过金属丝的电流应控制在1.00A 以下，本实验由于安培表量程0~0.60A ，每次通电时间应尽量短（以能读取电表数据为准），读数完毕立即断开电键S ，防止温度升高使金属丝长度和电阻率发生明显变化。

（2）计算时，务必算出每次的电阻值再求平均值，不能先分别求电压U 和电流I 的平均值，再由欧姆定律得平均值，否则会带来较大计算误差。

图1数据记录处理：测量次数 1 2 3 平均值导线长l/m导线直径d/m导线的横截面积S= （公式）= m2测量次数 1 2 3 电阻平均值电压U/V电流I/A电阻R/Ω所测金属的电阻率ρ= （公式）= Ωm【误差分析】1．测量金属丝直径、长度时出现的偶然误差；2．采用外接法则由于伏特表的分流影响，造成电阻测量值偏大，若误用内接法则安培表分压影响更大；3．通电电流太大，时间太长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化。

实验十 测量金属丝的电阻率1.[2017·浙江4月选考] 小明用电学方法测量电线的长度.首先,小明测得电线铜芯的直径为1.00 mm,估计其长度不超过50 m(已知铜的电阻率为1.75×10-8 Ω·m).现有如下实验器材:①量程为0~3 V 、内阻约为3 kΩ的电压表;②量程为0~0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表;③阻值为0~20 Ω的滑动变阻器;④内阻可忽略、输出电压为3 V 的电源;⑤阻值为R 0=4.30 Ω的定值电阻,开关和导线若干.小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.50 A 时,电压表示数如图甲所示,读数为 2.50 V .根据小明测量的信息,图乙中P 点应该 接b (选填“接a ”“接b ”“接c ”或“不接”),Q 点应该 接a (选填“接a ”“接b ”“接c ”或“不接”).小明测得的电线长度为 31.4 m .甲乙[解析] 电压表量程为0~3 V,所以读数为2.50 V;本题的实验电路图如图所示:根据R x +R 0=U U,R x =ρU U,S =πU 24,联立解得L =31.4 m .2.在“测定金属的电阻率”实验中.(1)若测出某合金丝长度为L ,直径为d ,电阻为R ,则该合金丝电阻率的表达式为ρ= πU 2U 4U(用上述字母和通用数学符号表示).(2)按如图所示的电路图测量合金丝的电阻R x .实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:A .待测合金丝R x (接入电路部分的阻值约为5 Ω)B .电源(电动势为4 V,内阻不计)C .电流表(0~3 A,内阻约为0.01 Ω)D .电流表(0~0.6 A,内阻约为0.2 Ω)E .灵敏电流计G(满偏电流I g 为200 μA,内阻r g 为500 Ω)F .滑动变阻器(0~10 Ω,允许通过的最大电流为1 A)G .滑动变阻器(0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A)H .电阻箱R 0(0~99 999.9 Ω)为了测量准确、调节方便,实验中电流表应选 D ,滑动变阻器应选 F .(均填写仪器前的选项字母)(3)某同学按照图示电路图选择恰当的仪器后,正确连接好电路,将电阻箱接入电路的阻值调为R 0=14 500 Ω,改变滑动触头的位置,进行多次实验,根据实验数据,画出了灵敏电流计G 的示数I G 和电流表A 的示数I A 的关系图线如图所示,由此可知,合金丝接入电路的电阻测量值R x = 4.5 Ω(保留两位有效数字).[解析] (1)由电阻定律可得R =ρUπ(U 2)2,解得ρ=πU 2U 4U. (2)电动势为4 V,待测电阻约为5 Ω,可估算流过待测电阻的电流不超过0.8 A,考虑到还有其他电阻,故电流表应选量程为0~0.6 A 的D,滑动变阻器采用分压式接法,为了测量准确、调节方便,应选最大阻值较小的F .(3)由题意可得,合金丝接入电路的电阻测量值为R x =U G (U g +U 0)U A,整理得I G =U U(U g +U 0)·I A ,结合图像可得U U(U g +U 0)=150×10-60.5,解得R x =4.5 Ω.3.在“测定金属丝电阻率”的实验中,需要测出其长度L 、直径d 和电阻R.(1)在实验中,用螺旋测微器测得导线的直径如图所示,其读数是0.701 mm .请在图中相应刻度处的方框内填入正确数字.(2)欲用伏安法测定一段金属丝的电阻,其阻值约为12 Ω,要求测量结果尽量准确,并且电压、电流测量范围尽可能大一些.下列器材中,电流表应选用A2(填器材的标号,下同),电压表应选用V2,滑动变阻器应选用R1.并画出你设计的实验电路图.A.电池组E(6 V,内阻很小)B.电流表A1(0~3 A,内阻约0.01 Ω)C.电流表A2(0~0.6 A,内阻约0.1 Ω)D.电压表V1(0~3 V,内阻约3 kΩ)E.电压表V2(0~6 V,内阻约6 kΩ)F.滑动变阻器R1(0~5 Ω,2 A)G.滑动变阻器R2(0~1 kΩ,1 A)H.开关、导线若干I.待侧金属丝R[答案] 如图所示(3)测得的实验数据如下表,请根据电流表读数补全空缺的数据.U/V1.401.601.802.002.20I/A0.280.320.360.400.44(4)利用第(3)问表格中的数据,在对应的坐标系中描点,并且作出图线.[答案] 如图所示(5)根据作出的图线求得待测电阻为5.0Ω(保留两位有效数字).[解析] (2)电源电动势是6 V,电压表选V2,电路最大电流I=UU=0.5 A,则电流表可选A2,电压从零开始,则滑动变阻器应采用分压接法,由于UU A <U VU,则电流表采用外接法,滑动变阻器的阻值范围应与电阻阻值差不多,方便调节,所以滑动变阻器选R1,实验电路图如图所示.(3)电流表分度值为0.02 A,电流表读数为0.28 A,所以表中空缺的数据为0.28.(4)根据表格中的数据,作出对应的图线如图所示.(5)作出的图线为线性关系,图线的斜率表示待测电阻的大小,则待测电阻R x=UU=5.0 Ω.4.电流表A1的量程为0~200 μA、内电阻约为500 Ω,现要测量其内阻,除若干开关、导线之外还有器材如下:电流表A2(与A1规格相同);滑动变阻器R1(0~20 Ω);电阻箱R2(阻值范围为0~9999 Ω);保护电阻R3(阻值约为3 kΩ);电源(电动势E约为1.5 V,内阻r约为2 Ω).(1)如图所示,某同学想用替代法测量电流表内阻,设计了部分测量电路,在此基础上请你将滑动变阻器接入电路中,使实验可以完成.[答案] 如图所示(2)电路补充完整后,请你完善以下测量电流表A1内电阻的实验步骤:a.先将滑动变阻器R1的滑片移到使电路安全的位置,再把电阻箱R2的阻值调到最大(选填“最大”或“最小”).b.闭合开关S1、S,调节滑动变阻器R1,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表A2的示数I.c.断开S1,保持S闭合、R1不变,再闭合S2,调节R2,使电流表A2的示数再次为I(或仍为I),读出此时电阻箱的阻值R0,则电流表A1内电阻r=R0.[解析] (1)滑动变阻器的阻值远小于待测电流表内阻,因此必须采用分压接法,电路图如图所示.(2)a.实验前R2的阻值应该调节到最大,以保证电表安全;c.替代法最简单的操作是让A2示数不变,则可直接从R2的读数得到电流表的内电阻.5.如图所示是用半偏法测量电压表内阻的电路图.以下是备用仪器:A.待测电压表(0~3 V,内阻为1500 Ω左右)B.电源E(4 V,2 A,内阻很小)C.电阻箱(0~999.9 Ω)D.电阻箱(0~9999.9 Ω)E.滑动变阻器(0~20 Ω,3 A)F.滑动变阻器(0~2000 Ω,2 A)G.开关两个,导线若干(1)为保证测量精度,电阻箱应选D,滑动变阻器应选E(填代号).(2)完善下列实验步骤:a.闭合开关K2并将滑动变阻器的滑片调至最左端,然后闭合开关K1;b.调节滑动变阻器使电压表指针恰好满偏;c.断开开关K2,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针恰好指在中间刻度(半偏),此时电阻箱的示数为R.那么,该电压表内阻的测量值为R.测量值和真实值比较数值偏大(选填“偏大”“偏小”或“相等”).[解析] (1)在半偏法测电阻的实验中,电阻箱的阻值应与待测电压表的阻值相近,故电阻箱应选D,而滑动变阻器采用分压式接法,为了测量准确,故滑动变阻器应选最大阻值较小的E. (2)在测量数据时,电压要从较小数值开始变化,因而滑动变阻器开始时应在最左端;由于采用半偏法测量,因而应断开开关K2,调节电阻箱的阻值,使电压表的指针恰好指在中间刻度,即半偏,由串联电路知识可知,电压相等,电流相等,因而电压表的内阻的测量值为R.但开关K2断开,电阻增大,分压增大,而电压表示数为原来的一半,电阻箱分压要略大于一半,故电阻箱的阻值即测量值比电压表的内阻要大.。

高二物理期末复习实验专题02测量金属丝的电阻率学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、实验题1．（1）在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．电池组（3V）B．电流表（0~3A，内阻约0.0125Ω）C．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）D．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）E．电压表（0~15V，内阻约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．电键、导线．Ⅰ.待测电阻是一根均匀材料制成的金属丝（横截面为圆形），用螺旋测微器测量其直径，结果如图所示．由图可知其直径d= mm．Ⅰ．根据实验的实际需要，电流表应选，电压表应选，滑动变阻器应选（填选项号：如A、B、C等）Ⅰ．实验电路应采用电流表接法．（填“内”或“外”）（2）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：该同学采用图甲所示的电路进行测量．图中R为滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻约20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻约1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关．Ⅰ．在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最端；（填“左”或“右”）Ⅰ．在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭合开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是点至点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）Ⅰ．该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而．（填“不变”、“增大”或“减小”）2．在测定金属电阻率的实验中，如图甲所示，用螺旋测微器测金属丝的直径的测量值d＝______mm．如图乙所示，是多用电表的“×10”欧姆挡经过正确步骤测量金属丝电阻时多用电表指针的位置，则金属丝阻值的测量值R＝______Ω，若测出金属丝长度的测量值为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ＝_______（请用上述测量值d、L、R表示）．3．为了准确地测量阻值约为1200Ω的电阻R x的阻值，该同学用伏安法进行测量，实验室提供下列器材：电压表V（量程为3 V，内阻R V=20 kΩ）；电流表A1（量程为100 mA，内阻约为5 Ω）；电流表A2（量程为10 mA，内阻约为10 Ω）；滑动变阻器R1（最大阻值为2 kΩ，额定电流为0.1 A）；滑动变阻器R2（最大阻值为20 Ω，额定电流为1 A）；直流电源E（电动势为6 V，内阻约为0.5 Ω）；定值电阻R3=2 kΩ；定值电阻R4=20 kΩ；开关及若干导线。

实验专题八测定金属丝电阻率1.实验目标(1).进一步掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.(2).掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法.(3).学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率．2.实验原理(1)．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R(R＝UI)．由于金属丝的电阻较小，选择电流表外接法；由于不要求电压必须从0开始调节，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法．请在方框内画出实验电路原理图．(2)．用毫米刻度尺测出金属丝的长度l，用螺旋测微器测出金属丝的直径d，算出横截面积S(S＝πd24)．(3)．由电阻定律R＝ρlS，得ρ＝RSl＝πd2R4l＝πd2U4lI，求出电阻率．3.实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器．4.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录．螺旋测微器的原理及读数方法①构造：如图所示，B为固定刻度，E为可动刻度．②原理：测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm，即旋钮D每旋转一周，F 前进或后退0.5mm，而可动刻度E上的刻度为50等份，每转动一小格，F前进或后退0.01mm，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．③读数：a.测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出．b.测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)．(2)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，并记录．游标卡尺的原理及读数方法①构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图所示)②用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．③原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：(4)对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度) mm.(3)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路．(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材．5.数据处理电阻R的数值可用以下两种方法确定：1.计算法：利用每次测量的U、I值分别由公式R＝UI计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果．2.图象法：可建立I－U坐标系，将测量的U、I值描点作出图象，利用图象的斜率求出电阻R.6.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法．(2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态．(3)测量l时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化．【典例1】某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为cm 和mm。

2021届高考物理必考实验八：测定金属丝电阻率1.实验目标 (1).进一步掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.(2).掌握螺旋测微器和游标卡尺的原理及读数方法.(3).学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率．2.实验原理(1)．把金属丝接入电路中，用伏安法测金属丝的电阻R (R ＝U I)．由于金属丝的电阻较小，选择电流表外接法；由于不要求电压必须从0开始调节，所以一般可以选择滑动变阻器限流式接法．请在方框内画出实验电路原理图．(2)．用毫米刻度尺测出金属丝的长度l ，用螺旋测微器测出金属丝的直径d ，算出横截面积S (S ＝πd24)．(3)．由电阻定律R ＝ρl S ，得ρ＝RS l ＝πd 2R 4l ＝πd 2U4lI，求出电阻率．3.实验器材螺旋测微器、毫米刻度尺、电压表、电流表、定值电阻、开关及导线、被测金属丝、电池、滑动变阻器． 4.实验步骤(1)测直径：用螺旋测微器在被测金属丝上三个不同位置各测一次直径，并记录． 螺旋测微器的原理及读数方法①构造：如图所示，B 为固定刻度，E 为可动刻度．②原理：测微螺杆F 与固定刻度B 之间的精密螺纹的螺距为0.5mm ，即旋钮D 每旋转一周，F 前进或后退0.5mm ，而可动刻度E 上的刻度为50等份，每转动一小格，F 前进或后退0.01mm ，即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读到毫米的千分位上，因此，螺旋测微器又叫千分尺．③读数：a.测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出． b.测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)． (2)量长度：用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量3次，并记录． 游标卡尺的原理及读数方法①构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图所示)②用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．③原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的，其规格见下表：刻度格数(分度) 刻度总长度1mm 与每小格的差值精确度(可精确到) 10 9mm 0.1mm 0.1mm 20 19mm 0.05mm 0.05mm 5049mm0.02mm0.02mm(4)格数，则记录结果表示为(x ＋K ×精确度) mm. (3)连电路：按如图所示的电路图连接实验电路．(4)求电阻：把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I 和U 的值，记入表格内，断开开关S.(5)拆除实验电路，整理好实验器材．5.数据处理电阻R 的数值可用以下两种方法确定：1.计算法：利用每次测量的U 、I 值分别由公式R ＝U I计算出电阻，再求出电阻的平均值作为测量结果． 2.图象法：可建立I －U 坐标系，将测量的U 、I 值描点作出图象，利用图象的斜率求出电阻R . 6.实验注意事项(1)因一般金属丝电阻较小，为了减少实验的系统误差，必须选择电流表外接法． (2)本实验若用限流式接法，在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值最大状态．(3)测量l时应测接入电路中的金属丝的有效长度(即两接线柱之间的长度)；在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d.(4)电流不宜过大(电流表用0～0.6A量程)，通电时间不宜太长，以免电阻率因温度升高而变化．【典例1】(2019·江西宜春市上学期期末)某兴趣小组测定某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率，如图甲所示．(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d，这种物质表面镀了一层绝缘介质，其厚度不计，用游标卡尺测出带的宽度L、内径D1、外径D2(d≪D2－D1)．其中宽度L的读数如图乙所示，则宽度L＝________mm.(2)然后用伏安法测这根带的电阻，在带的两端引出两个接线柱，先用欧姆表粗测其电阻约为500Ω，再将其接入测量电路．在实验室里他们找到了以下实验器材：A．电源E(电动势为4V，内阻约为0.5Ω)B．电压表V(量程为15V，内阻约为5000Ω)C．电流表A1(量程为300mA，内阻约为2Ω)D．电流表A2(量程为250mA，内阻为2Ω)E．滑动变阻器R1(总阻值为10Ω)F．滑动变阻器R2(总阻值为100Ω)G．定值电阻R0＝10ΩH．开关和导线若干①要更好地调节和较为精确地测定其电阻，则以上不必要的器材有________(填器材前面的序号)；②在方框内画出实验电路图；③若测出的电阻为R ，则其电阻率为ρ＝________(用d 、D 1、D 2、L 、R 表示)． 【答案】 (1)9.8 (2) ①BF ②见解析图③4Ld 2RπD 22－D 21 【解析】(1)游标卡尺的读数为：9mm ＋8×0.1mm＝9.8mm ；(2)①由于电源电压为4V ，而电压表的量程为15V 太大了，不利于读数，故电压表不需要；滑动变阻器R 2(总阻值为100Ω)阻值偏大，不利于调节，产生误差较大，故不需要，所以不需要的器材为B 、F ；②将电流表A 2与定值电阻R 0串联改装成电压表，并将电流表A 1外接，从而减小测量电流和电压的误差，同时采用滑动变阻器分压式接法，如图所示：③若测出的电阻为R ，则根据电阻定律可以得到： R ＝ρπf(D 222－πf(D 122,d ),Ld )整理可以得到：ρ＝4Ld 2RπD 22－D 12. 变式1 (2019·广东广州市4月综合测试)测金属丝的电阻率的实验． (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图3(a)，其示数为________mm ；(2)实验电路如图(b)，请用笔画线代替导线，完成图(c)的实物连线；(3)开启电源，合上开关，记录aP 的长度L 和电流表A 的示数I ；移动线夹改变aP 的长度L ，测得多组L 和I 值，作出1I－L 图线，求得图线斜率为k ；(4)若稳压电源输出电压为U ，金属丝的横截面积为S ，则该金属丝的电阻率ρ＝________(用k 、U 、S 表示)． 【答案】 (1)0.360 (2)见解析图 (4)kUS【解析】 (1)金属丝的直径为：0.01mm×36.0＝0.360mm ； (2)实物连线如图：(4)由闭合电路的欧姆定律：U ＝I (R x ＋R 0)，而R x ＝ρL S； 联立解得：1I ＝ρUS L ＋R 0U，则ρUS＝k ，解得ρ＝kUS .【典例2】某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为 cm 和 mm 。

测量⾦属丝的电阻率（含答案）测量⾦属丝的电阻率⼀、实验题1.在“测定⾦属的电阻率”的实验中，测定阻值约为3?6Ω的⾦属丝的电阻率，实验中所⽤的电压表规格：量程0?3V、内阻3kΩ；电流表规格：量程0?0.6A、内阻0.1Ω；还有其他⼀些器材：(1)⽤螺旋测微器测得⾦属丝的直径，如图2所⽰，可知⾦属丝的直径d=______mm(2)需要通过实验直接测量的物理量有：____________________________________________(写出名称和符号).电阻率的测量计算公式为ρ=______ 电流表、电压表的⽰数如图1所⽰．可计算出⾦属丝的电阻为______Ω．2.在“测定⾦属的电阻率”的实验中，⾦属丝的阻值约为5Ω，某同学先⽤刻度尺测量⾦属丝的长度l=50.00cm，⽤螺旋测微器测量⾦属丝直径时刻度位置如图1所⽰，再⽤伏安法测出⾦属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该⾦属材料的电阻率。

①该电阻丝直径的测量值d=______mm；②实验中能提供的器材有：A.电压表V1(量程0～3V，内阻约3kΩ)B.电压表V2(量程0～15V，内阻约15kΩ)C.电流表A1(量程0～3A，内阻约0.01Ω)D.电流表A2(量程0～0.6A，内阻约0.1Ω)E.滑动变阻器R1(0～20Ω)F.滑动变阻器R2(0～500Ω)G.电源E(电动势为3.0V)及开关和导线若⼲该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进⾏测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______，(选填各器材前的字母)。

要求在流过⾦属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最⼩，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选⽤图2的______。

③该同学建⽴U?I坐标系，如图3所⽰，图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点，还有⼀次测量的电压表和电流表⽰数如图4所⽰，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出U?I图线。

实验测量金属丝的电阻率1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。

2．学会使用螺旋测微器测量金属丝直径。

3．会用伏安法测电阻，进一步测量金属丝的电阻率。

如图所示，取一段金属电阻丝连接到实验电路中，只要测出电阻丝的电阻R 、长度l 和直径d ⎝ ⎛⎭⎪⎫S ＝πd 24，就可以计算出该电阻丝所用材料的电阻率，即ρ＝SR l ＝πd 2R4l 。

毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0～50 Ω)、电池组、开关、被测金属丝、导线若干。

1．测金属丝直径d ：在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径，求出其平均值d 。

2．按照电路图连好电路。

3．测量金属丝有效长度l ：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均值l 。

4．求金属丝的电阻R ：把滑动变阻器调到接入电路中的阻值最大的位置，检查无误后，闭合开关S，改变滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压电流值并记录在表格中，断开开关S，求出金属丝电阻R的平均值。

5．整理仪器。

6．将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝πd2R4l中，计算出金属丝的电阻率。

1．求R的两种方法(1)用R＝UI算出各次的数值，再取平均值。

(2)用U-I图线的斜率求出。

2．计算电阻率：将记录的数据R、l、d的值，代入公式ρ＝πd2R4l，计算材料的电阻率。

1．金属丝直径、长度的测量及电流表、电压表读数带来的偶然误差。

2．电路中因为电流表外接，所以R测<R真，由R＝ρlS，知ρ测<ρ真。

3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。

1．为了方便，测量直径应在导线连入电路前进行；为了准确测量金属丝的长度，测量应该在金属丝连入电路之后在拉直的情况下进行，测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度。

2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法。

实验十一测量金属丝的电阻率1．实验原理(如图1所示)由R＝ρlS得ρ＝RSl，因此，只要测出金属丝的长度l、横截面积S和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率ρ。

图12．实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(0～0.6 A)，电压表(0～3 V)，滑动变阻器(0～50 Ω)，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺。

3．实验步骤(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d。

(2)连接好伏安法测电阻的实验电路。

(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l。

(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置。

(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内。

(6)将测得的R x、l、d值，代入公式R＝ρlS和S＝πd24中，计算出金属丝的电阻率。

1．数据处理(1)在求R x的平均值时可用两种方法①用R x＝UI分别算出各次的数值，再取平均值。

②用U－I图线的斜率求出。

(2)计算电阻率将记录的数据R x、l、d的值代入电阻率计算公式ρ＝R x Sl＝πd2U4lI。

2．误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要来源之一。

(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。

(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。

(4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差。

3．注意事项(1)本实验中被测金属丝的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法。

(2)实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、电流表、被测金属丝、滑动变阻器连成主干线路，然后再把电压表并联在被测金属丝的两端。

(3)测量被测金属丝的有效长度，是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。

实验十测量金属丝的电阻率1. (2022·常州期末)在“测量金属丝的电阻率”时，某实验小组选用的主要仪器有：待测金属丝(接入电路的长度为50.00 cm，电阻约几欧)，电压表V(0～3 V，内阻约2 kΩ；0～15 V，内阻约15 kΩ)，电流表A(0～3 A，内阻约0.01 Ω；0～0.6 A，内阻约0.05 Ω)，滑动变阻器R(0～10 Ω，0.6 A)，干电池两节，导线若干．(1) 用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数为______mm.甲(2) 请用笔画线代替导线，在图乙中完成实物电路的连接．乙(3) 实验中，调节滑动变阻器，记录到的电压表和电流表的示数如表所示，请在图丙中作出U－I图线.U/V 1.05 1.40 2.00 2.30 2.60 I/A0.220.280.400.460.51丙(4) 进一步分析，可得金属丝的电阻率ρ＝______Ω·m(结果保留两位有效数字)．(5) 测得的电阻率比真实值偏大，可能的原因有________．A. 金属丝粗细不均匀导致测出的直径偏大B. 开关闭合时间过长导致测出的电阻偏大C. 电压表内阻不够大导致测出的电阻偏大D. 滑动变阻器阻值偏小导致测量范围偏小2. (2022·南通海门区期末)小明通过实验测量一种合金的电阻率．(1) 如图甲所示，用螺旋测微器测量合金丝的直径时，从调节到读数的过程中，螺旋测微器上三个部件A、B、C使用的先后顺序应该为________(填字母)；测得该合金丝的直径为d＝________mm.(2) 请根据表格中数据，在图乙中用笔画线代替导线把电路连接补充完整．甲乙(3) 小明在实验室找了两节干电池进行实验，正确连接电路后，发现调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数变化范围非常小，原因是_____________________________________．(4) 正确连接电路后，小明利用刻度尺测出合金丝接入电路的长度L＝59.99 cm，闭合开关，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数，在方格纸上作出U－I图像如图丙，发现图像是一条倾斜直线，计算该合金丝电阻R＝________，该合金丝电阻率ρ＝________Ω·m(π取3，结果均保留两位有效数字).12345678电流00.080.110.150.190.270.380.56I/A电压00.190.290.440.600.80 1.15 1.70U/V丙3. (2022·苏北苏中七市调研)电导率是电阻率的倒数，25 ℃时合格纯净水的电导率小于5.0×10－4Ω－1·m－1.某小组为测量一水厂纯净水的电导率，用绝缘性能良好的塑料圆柱形容器装满采集的水样，然后用金属圆片电极将容器两端密封．实验室还提供了下列器材：A. 游标卡尺B. 电压表V(量程3 V，内阻约5 kΩ)C. 灵敏电流表G(量程20 μA，内阻约250 Ω)D. 滑动变阻器R(阻值0～20 Ω，额定电流1 A)E. 电源(E＝6 V，内阻很小)F. 开关、导线若干甲(1) 图甲为游标卡尺的结构示意图，实验前需测量圆柱形容器的内径，应使用游标卡尺的________(填“A”“B”或“C”)进行测量，游标卡尺示数为________cm.(2) 请用笔画线代替导线，将图乙中测量纯净水样品电阻的实物电路连接完整．(3) 测量数据如下表所示，请在图丙中作出U－I图像．根据图像求出该样本电阻的阻值R x＝________kΩ(结果保留两位有效数字)，进而可以求出电导率.U/V0.52 1.20 1.80 2.36 2.78I/μA 2.0 4.4 6.88.810.4乙丙(4) 若装入的纯净水样品未完全充满塑料圆柱形容器，这会使测得的电导率______(填“偏大”“偏小”或“不变”)，理由是.4. (2023·金陵中学)实验小组做“测量合金丝的电阻率”实验．(1) 用毫米刻度尺测出合金丝AB的长度l＝20.00 cm，再利用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d＝________mm.用欧姆表“×10”挡粗测合金丝AB的电阻，多用电表指针指示如图乙所示，则合金丝电阻值为________ Ω.甲乙(2) 实验室提供下列器材：电源(E＝3.0 V)电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)电流表(量程0～60 mA，内阻为20 Ω)滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω，额定电流2 A)滑动变阻器R2(最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A)开关、导线若干．为了调节方便、测量准确，滑动变阻器应选用________．(选填相应的电阻) (3) 将合金丝AB 全部接入电路，使用图丙中的器材测量合金丝的电阻，请用笔画线代替导线，在图丙中将实物电路图连接完整．丙(4) 正确连接电路后，移动滑动变阻器的滑片，记录两电表的测量数据，在坐标纸上描点作出如图丁所示的U －I 图像，则合金丝AB 的电阻R ＝________ Ω(结果保留一位小数)，由电阻R 求得合金的电阻率．丁(5) 若通过改变合金丝接入电路的长度来测其电阻率，需要扩大电流表的量程．将阻值为R 0＝10 Ω的电阻与电流表并联，用金属夹P 改变合金丝接入电路的长度L ，测得多组合金丝接入电路的长度L 及两电表的读数：电压U 、电流I ，作出UI －L 图像的斜率为k ，则该合金丝的电阻率ρ＝________(用符号d 、k 表示)．。