2021届高考物理一轮复习九章恒定电流实验专题9第41讲测定金属的电阻率同时练习使用螺旋测微器教学案人教版

实验十二测量金属丝的电阻率实验原理实验操作注意事项1.由R＝ρlS得ρ＝RSl，因此只要测出金属丝的长度l、横截面积S和电阻R，即可求得ρ。

2.测量电阻的电路图1.测直径：用螺旋测微器在三个不同位置测量。

2.连电路：按原理图连接。

3.测长度：用毫米刻度尺测有效长度。

4.测电压、电流：改变变阻器的阻值，测多组U、I。

5.算电阻率：ρ＝RSl。

1.金属丝电阻小，用电流表外接法。

2.电流不宜过大，通电时间不宜太长，以免温度过高，导致电阻率测量结果偏大。

数据处理1.计算R x的两种方法。

方法一：用R x＝UI分别算出各次的数值，再取平均值。

方法二：作U－I图像，利用斜率求出R x，如图所示。

注意：采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要尽可能地通过较多的点，其余各点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离直线较远的点可以不予考虑。

2.计算电阻率：将记录的数据l、d及R x的值，代入电阻率计算式，得ρ＝πR x d24l。

考点一教材原型实验例1某同学欲测量一阻值大约为10 Ω、粗细均匀的金属线的电阻率。

实验室除游标卡尺，螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：A.电源(电动势E＝6.0 V，内阻约1 Ω)B.电压表V(量程为0～6 V，内阻约8 kΩ)C.电流表A1(量程0～0.6 A，内阻约0.2 Ω)D.电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.05 Ω)E.滑动变阻器R0(最大阻值5 Ω，额定电流2 A)(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图1甲所示，读数为L＝________mm；用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示，读数为D＝________mm。

图1(2)测量金属线的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，实验中电流表应选________(填所选仪器前的字母符号)；选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完整，把器材符号标在电路图上。

(3)设测得金属线的电阻为R，金属线的长度为L，金属线的直径为D，可得金属线的电阻率为ρ＝________(用R、L、D三个物理量表示)。

2021届高考一轮物理：恒定电流含答案 复习：恒定电流**一、选择题 1、两根材料相同的均匀导线x 和y 串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab 段和bc 段图线所示，则导线x 和y 的横截面积之比为( )A ．2∶1B ．1∶2C ．6∶1D ．1∶62、(双选)如图所示，电流表A 1(0～3 A)和A 2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中。

闭合开关S ，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是 ( )A.A 1、A 2的读数之比为1∶1B.A 1、A 2的读数之比为5∶1C.A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶1D.A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶5 3、在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m ，则在刚射出加速电场时，一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( ) A.IΔl eS m2eU B ．IΔl e m 2eU C.I eSm 2eUD ．ISΔl em 2eU4、有两个标有“110 V ,25 W ”和“110 V ,60 W ”字样的灯泡，要把它们接在220V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的( )A B C D5、如图所示为小灯泡的U－I图线，若将该小灯泡与一节电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( )A．1.5 W 1.0 W B．0.75 W 0.5 WC．0.75 W 0.75 W D．1.5 W 0.75 W6、(一题多法)(双选)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和电压表。

测定金属丝的电阻率典型例题热点一实验仪器的读数和实验原理【典例1】用伏安法测量电阻阻值R,并求出电阻率ρ。

某同学所用实验电路如图甲所示。

给定电压表、电流表、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻及导线若干。

(1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用直尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图乙、丙所示。

由图可知其长度为_____ cm,直径为__________mm。

(2)对照电路的实物连接在如图丁虚线框中画出正确的电路图。

(3)利用伏安法测出该金属丝的阻值为R。

(4)以上测得的物理量分别是:金属丝两端的电压为U,流过的电流为I,直径为D,长度为L,写出电阻率的表达式ρ=__________。

【解题指南】(1)命题立意:本题意在考查游标卡尺、螺旋测微器的读数方法及测量金属电阻率的原理。

(2)解题关键:①掌握游标卡尺、螺旋测微器的读数规则,特别是有效数字的位数。

②根据电阻定律和面积公式准确写出ρ的表达式。

【解析】(1)由图乙可知,刻度尺的分度值是1 mm,金属丝的长度是59.40 cm;由图丙可知,螺旋测微器的固定刻度示数是0 mm,可动刻度示数是43.4,则螺旋测微器的读数是0mm+43.4×0.01 mm=0.434 mm。

(2)由实物电路图可知,电源、开关、电流表、待测电阻、滑动变阻器串联,电压表并联在待测电阻丝两端,电路图如图所示。

(4)金属丝的横截面积:S=πr2=π()2,R=ρ,所以金属丝的电阻率:ρ==答案:(1)59.40 0.434(2)电路图:(4)热点二实验数据的分析与处理【典例2】(2019·江苏高考)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。

实验操作如下:(1)螺旋测微器如图1所示。

在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动__________(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。

2022年高考物理一轮复习考点优化训练专题：31 实验：测定金属的电阻率一、填空题1．（3分）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，如图甲所示，则金属丝的直径为mm。

用游标卡尺测量金属丝的长度L，如图乙所示，则长度为mm。

若测得该金属丝的电阻为R，则其电阻率ρ=（用题中字母表示）。

二、实验探究题2．（4分）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。

（1）（3分）金属丝的有效长度L为cm，直径D为mm，电阻R为Ω。

（2）（1分）将测得的数据代入公式ρ=，即可求出金属丝的电阻率。

（用第(1)问给出的字母表示）3．（7分）如现欲用限流法测量一个圆柱形合金棒材料（电阻约为3Ω）的电阻率，请回答下列问题：（1）（5分）图1是测量合金棒的电阻R的实验器材实物图，图中已连接部分导线，请用笔画线代替导线将实物图连接完整；（2）（1分）用螺旋测微器测量合金棒横截面的直径D，测量结果如图2所示，则D＝mm；（3）（1分）若测得合金棒的长度为L、电阻为R，由L、R、D来表示合金棒的电阻率ρ，其表达式为ρ＝。

4．（12分）在“测定金属的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。

已知待测金属丝的电阻值R x 约为5Ω，在测电阻时，可供选择的器材有：电源E：电动势3V，内阻约1Ω电流表A1：量程0～0.6A，内阻约0.125Ω电流表A2：量程0～3A，内阻约0.025Ω电压表V1：量程0～3V，内阻约3kΩ电压表V2：量程0～15V，内阻约15kΩ滑动变阻器R1：最大阻值5Ω，允许最大电流2A滑动变阻器R2：最大阻值1000Ω，最大电流0.6A开关一个，导线若干。

（1）（3分）在上述器材中，应该选用的电流表是，应该选用的电压表是。

第九章 恒定电流知能图谱22R =2q I tU W Q W UItQ P P UIQ I Rt W QP I R P P lSUI R E I R rQ I Rt ρ======>>=+=热热电流：电阻：定值电阻、可变电阻概念电压：内电压、路端电压电动势E纯电阻电路电功、电热非纯电阻电路热电阻定律：R=恒定电流部分电路的欧姆定律：=定律欧姆定律闭合电路的欧姆定律：焦耳定律：电流：电流表电压：电压表电流表内接电路和外接电路测量伏安法电阻滑动变阻器的分压、限流接法多用电表电动势和内阻：仪器和电路的选择简单的逻辑电路电路简单的集成电路一、电流 电阻 电阻率知识解读（一）1、定义：物理学中把流过导体某一横截面的电荷量q 跟所用的时间t 的比值叫做电流。

2、定义式：qI t=3、单位：3611C/s,110mA 10μA A A ===4、方向：规定正电荷向移动的方向为电流的方向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向移动的方向相反。

电流是标量，因此电流不遵循平行四边形定则。

5、物理定义：表示电流强弱程度的物理量。

6、电流的形成及条件（1）形成：电荷的定向移动形成电流。

（2）条件：存在自由电荷；导体两端有电势差。

说明：电子定向移动速率约为510/m s -，电子热运动的速率约为510/m s ，而闭合开关瞬间，各处以光速建立恒定电场，各处自由自子几乎同时定向移动，电流传导的速率为光速8310/m s ⨯。

知能解读（三）电压1、定义：电路中两点间的电势差叫做电压。

2、电压是产生电流的条件。

导体中两点间存在的电压，电荷在电势不等的两点间定向移动，就产生电流。

电场力对电荷做功：=W qU 电。

可见，电压越大，移动单位电荷做功越多，所以电压可视为描述电场力做功大小的物理量（将电场能转化为其他形式的能）。

知能解读（四）电阻1、定义：导体两端的电压与通过导体的电流的比值叫做电阻。

2、定义式：U R I=。

测定金属的电阻率一、知识点梳理 电阻定律S L R ρ=，其中ρ为电阻率，如此LRS =ρ，L 为导线长度，用刻度尺测量，S 为导线横截面积，42d S π=，d 为导线直径，用游标卡尺或螺旋测微器测量。

游标卡尺和螺旋测微器的结构、使用和读数游标卡尺：先读主尺，再读游标尺，然后相加。

游标尺的第几个格与主尺的某格对齐，如此用游标卡尺的准确度乘以几。

游标卡尺准确度一般有3种，即0.1mm(10个格的游标尺),0.05mm(20个格的游标尺),0.02mm(50个格的游标尺).游标卡尺不估读。

螺旋测微器：先读固定刻度，再可动刻度，然后相加。

螺旋测微器要估读。

电阻R 用伏安法测量。

1. 伏安法测电阻中电流表内接和外接电路电路图如下甲图，是电流表外接，乙图如此是电流表内接。

2.误差分析电流表外接时，电压表分流引起系统误差，测量值=VVR R RR +，为电阻R 与电压表内阻V R 的并联值，所以，测量值小于真实值。

电流表内接时，测量值为，为电阻与电流表内阻的串联值，所以，测量值大于真实值。

所以，当电阻小于小于电压表内阻时，是小电阻用电流表外接法，当电阻大于大于电流表内阻时，是大电阻，用电流表内接法。

3.怎样才算小电阻和大电阻呢？ 取，待测电阻R ，假设中R R <，如此为小电阻，用电流表外接法；假设中R R >，如此为大电阻，用电流表内接法。

关于伏安法测电阻实验中的电流表外接和内接的问题，是高考的重点和热点，也是学生学习中的难点，有的同学总有点似懂非懂、似是而非的感觉。

通过例题谈一谈测电阻实验中的电流表内接和电流表外接的问题。

二、例题和习题〔含近年来高考全国1、全国2、全国3、、某某、江苏省、海南等卷物理实验题〕 1. 〔2019年高考某某卷第9〔3〕题〕 现测定长金属丝的电阻率。

①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如下列图，其读数是______mm 。

固定刻度0，可动刻度0.200，答案为0.200mm②利用如下器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。

实验:测定金属的电阻率一、螺旋测微器的使用和读数1．螺旋测微器常用来测量较小物体的长度，由于读数需估读到0.001 mm,即千分之一毫米位，所以螺旋测微器也叫千分尺。

2．读数时要分三步：一找整数毫米，二看半毫米,三读螺旋刻度。

3．读数规则：测量值=固定刻度整数毫米（半毫米刻度露出，需读0.5 mm ）+0。

01 mm×可动刻度（估读）螺旋测微器有50个可动刻度，转一周平移0。

5 mm ，即可动刻度最小刻度对应0.550mm=0.01 mm 。

二、测定金属的电阻率1．实验原理：电阻定律L R S ρ=，RS L ρ= 2．实验器材：待测材料（规则柱形元器件或提供可塑形装置）、刻度尺（测量L ）、螺旋测微器（测量并计算S ）、直流电源、电流表、电压表、滑动变阻器（测量多次电阻）、开关、导线若干.3．主要实验步骤：（1）测量材料器件的尺寸参数，包括横截面积和长度，需多次测量取平均值；（2）测量材料器件的电阻（根据提供器材和器件的性质选定测量方法）；（3）根据电阻定律计算材料电阻率。

4．已知电阻率测量元器件的尺寸参数:实验目的是为了测量用刻度尺和螺旋测微器不易测量的尺寸参数，如较长导线的长度、不规则的横截面积、对螺旋测微器的测量范围仍然较小的尺寸等。

（1）测量材料器件便于测量的尺寸参数，计算横截面积或长度；（2）测量材料器件的电阻；（3)根据已知电阻率和电阻定律计算材料的未知尺寸参数。

5．误差分析：刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表读数时的偶然误差，电阻测量方法存在的系统误差等.(2018·福建省师大附中高二上学期期中考试物理试题）现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。

螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a)和图（b）所示。

（1）由图（a）读得圆柱体的直径为___________mm；(2)由图（b）读得圆柱体的长度为___________mm。

第四十二讲实验十一测量金属丝的电阻率双基知识：1.实验原理与设计(如图所示)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。

2.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。

4.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。

5.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。

6.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，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，测量时应将金属丝拉直，反复测量三次，求其平均值。

第 42 讲测定金属的电阻率一、实验目的1．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使用和读数方法。

3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。

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

考点一实验原理与操作1．实验原理由电阻定律l SR用伏安法丈量，金属丝的长度l 用毫米R＝ρ得ρ＝ R 。

金属丝的电阻S l刻度尺丈量，金属丝的横截面积S可由其直径d算出，即＝πd2，直径d可由螺旋测微S2器测出。

2．实验步骤(1)用螺旋测微器测金属丝的直径 d，计算出金属丝的横截面积 S。

(2) 按图甲或图乙所示电路图连结好用伏安法测电阻的实验电路( 金属丝电阻很小，电流表用外接法 ) ，甲图中把滑动变阻器的滑片调到使接入电路中的电阻值最大的地点，乙图中把滑动变阻器的滑片调到使被测电阻两头电压为零的地点。

(3)将金属丝两头固定在接线柱上悬空拉直，用毫米刻度尺丈量接入电路的金属丝的有效长度 l 。

(4)闭合开关 S，改变滑动变阻器滑片的地点，测出多组电流表、电压表的读数。

(5)采纳计算法或采纳图象法求电阻R。

πRd2(6)把丈量数据代入电阻率公式ρ＝4l，计算出金属的电阻率。

(2014 ·海南高考) 现有一合金制成的圆柱体。

为丈量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两头之间的电阻，用螺旋测微器丈量该圆柱体的直径，用游标卡尺丈量该圆柱体的长度。

螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和图乙所示。

(1) 由图甲读得圆柱体的直径为________ mm，由图乙读得圆柱体的长度为________ cm。

(2)若流经圆柱体的电流为 I ，圆柱体两头之间的电压为 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＝________。