高三电学实验复习—测金属丝的电阻率(复习题库)含答案

2024届全国高考复习物理历年好题专项（实验：测量金属丝的电阻率）练习1．[2022ꞏ山东卷]某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验．实验器材：干电池E(电动势1.5 V，内阻未知)；电流表A1(量程10 mA，内阻为90 Ω)；电流表A2(量程30 mA，内阻为30 Ω)；定值电阻R0(阻值为150 Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)；待测电阻R x；开关S，导线若干．测量电路如图所示．(1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一侧．将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置，使电流表指针指在满刻度的12处．该同学选用的电流表为________(填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω.(2)断开开关，保持滑片的位置不变，用R x替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的35处，则R x的测量值为________Ω.(3)本实验中未考虑电池内阻，对R x的测量值________(填“有”或“无”)影响．2．[2023ꞏ山东潍坊一模]在“测量金属丝的电阻率”的实验中：(1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径d时，螺旋测微器的示数如图甲所示，则该合金丝直径的测量值d＝________ mm.(2)如果测出合金丝的电阻为r ，直径为d ，长度为l ，则该合金电阻率的表达式ρ＝________(用上述字母及通用数学符号表示).(3)实验时因电压表的量程不合适，而使用了量程为15 mA 的电流表G 和电阻箱改装而成的电压表．请按图乙所示的电路图在图丙中完成实物连线(注意：图中已经有的连线不能改动，电流表G 量程用15 mA ).3．[2022ꞏ湖北卷]某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究．(1)该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D ，示数如图甲所示，其读数为________ mm .再用游标卡尺测得其长度L.(2)该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻R x 的阻值．图中电流表量程为0.6 A 、内阻为1.0 Ω，定值电阻R 0的阻值为20.0 Ω，电阻箱R 的最大阻值为999.9 Ω.首先将S 2置于位置1根据表中数据，在图丙中绘制出1I - R 图像．再将S 2置于位置2，此时电流表读数为0.400 A ．根据图丙中的图像可得R x ＝________Ω(结果保留2位有效数字).最后可由表达式ρ＝________得到该材料的电阻率(用D 、L 、R x 表示).(3)该小组根据图乙的电路和图丙的1I - R 图像，还可以求得电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.(结果均保留2位有效数字)(4)持续使用后，电源电动势降低、内阻变大．若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会________(选填“偏大”“偏小”或“不变”).4．[2022ꞏ广东卷]弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件．某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下：(1)装置安装和电路连接如图(a)所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B 的导线接入如图(b)所示的电路中．(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻R x的测量①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L.②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端．断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置．记录两表的示数U和I1.③闭合S2，电压表的示数________(选填“变大”或“变小”).调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻R x＝________(用I1、I2和U表示).④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③.(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值______(选填“有”或“无”)影响．(4)图(c)是根据部分实验数据描绘的R x-L图线．将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻R x为1.33 kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为________ cm，即为机械臂弯曲后的长度．5．[2023ꞏ广东深圳一模]某同学利用实验室的器材研究一粗细均匀的导体棒(约为4 Ω)的电阻率．电压表V(量程15.0 V，内阻约1 kΩ)电流表A(量程0.6 A，内阻R A＝0.4 Ω)定值电阻R0(阻值R0＝20.0 Ω)滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)学生电源E(电动势20 V)开关S和若干导线．(1)如图甲所示，用螺旋测微器测得导体棒的直径为________mm；如图乙所示，用游标卡尺测得导体棒的长度为________cm.(2)请根据提供的器材，在图丙所示的方框中设计一个实验电路，尽可能精确地测量金属棒的阻值．(3)实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电表的示数从零开始，根据实验数据选择合适标度描点，在方格纸上作图(如图丁)，通过分析可得导体棒的电阻R x＝________Ω(保留1位小数)，再根据电阻定律即可求得电阻率．从系统误差的角度分析，电阻R测________(选填“>”“<”或“＝”)R真．6.[2022ꞏ全国乙卷]一同学探究阻值约为550 Ω的待测电阻R x在0～5 mA范围内的伏安特性．可用器材有：电压表(量程为3 V，内阻很大)，电流表(量程为1 mA，内阻为300 Ω)，电源E(电动势约为4 V，内阻不计)，滑动变阻器R(最大阻值可选10 Ω或1.5 kΩ)，定值电阻R0(阻值可选75 Ω或150 Ω)，开关S，导线若干．(1)要求通过R x的电流可在0～5 mA范围内连续可调，将图(a)所示的器材符号连线，画出实验电路的原理图；(2)实验时，图(a)中的R应选最大阻值为______(填“10 Ω”或“1.5 kΩ”)的滑动变阻器，R0应选阻值为________(填“75 Ω”或“150 Ω”)的定值电阻；(3)测量多组数据可得R x的伏安特性曲线．若在某次测量中，电压表、电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示，则此时R x两端的电压为________ V，流过R x的电流为________ mA，此组数据得到的R x的阻值为________Ω(保留3位有效数字).7.[2022ꞏ浙江1月]小明同学根据图1(表示一节干电池)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l 、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数I 达到某一相同值时记录电压表的示数U ，从而得到多个U I 的值，作出U I - l 图像，如图2中图线a 所示．(1)在实验中使用的是________(选填“0～20 Ω”或“0～200 Ω”)的滑动变阻器．(2)在某次测量时，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________Ωꞏm(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UI- l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．参考答案1．答案：(1)A 1 60 (2)100 (3)无答案解析：(1)器材选择需要结合测量电路，用假设法初步分析，电流表半偏时，若电流表为A 1，由闭合电路欧姆定律可计算出电路中总电阻为300 Ω，定值电阻与电流表A 1的内阻之和为240 Ω，不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为60 Ω，实验器材可满足需求；若电流表为A 2，电流表半偏时，电路中总电阻为100 Ω，不符合题意．(2)由闭合电路欧姆定律有E ＝I 2 (r A1＋R 0＋r ＋R )，E ＝3I 5 (r A1＋R x ＋r ＋R )，(1)问得到的滑动变阻器接入电路的阻值60 Ω，实际上是滑动变阻器R 和电池内阻r 串联后的总阻值，联立可得R x ＝100 Ω.(3)由(2)问分析可得，是否考虑电池内阻对实验结果无影响．2．答案：(1)0.770 (2)πrd 24l (3)见答案解析图答案解析：(1)该合金丝直径的测量值d ＝0.5 mm ＋27.0×0.01 mm ＝0.770 mm.(2)根据电阻定律R ＝ρL S 可得ρ＝RS L ＝r ꞏπ⎝⎛⎭⎫d 22l ＝πrd 24l .(3)实物连线如图所示3．答案：(1)3.700 (2)6.0 πD 2R x 4L (3)12 3.0 (4)偏小答案解析：(1)根据螺旋测微器读数规则，圆柱形电阻的直径D ＝3.5 mm ＋0.200 mm ＝3.700 mm.(2)根据图乙电路，由闭合电路欧姆定律，E ＝I (R 0＋r ＋R A ＋R )，变化为1I ＝R 0＋r ＋R A E＋1E R ，1I -R 图像中R 与I 一一对应，将S 2置于位置2，电流0.400 A 对应的1I ＝2.5，R x＝6.0 Ω.由电阻定律，R x ＝ρL S ，S ＝πD 24 ，解得：ρ＝πD 2R x 4L(3)1I ＝R 0＋r ＋R A E＋1E R ，1I -R 图像斜率1E ＝0.083，解得电源电动势E ＝12 V ；由R 0＋r ＋R A E＝2.0，解得r ＝3.0 Ω.(4)若电源电动势降低，则图像斜率变大，截距变大，仍根据原来描绘的图像测量电阻，则得到的该电阻测量值偏小．或根据表达式E＝I′(r＋R0＋R A＋R x)分析，因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表有相同读数时，得到的R x的值偏小，即R x测量值偏小．4．答案：(2)变小UI2－I1(3)无 (4)51.80答案解析：(2)断开开关S2，根据欧姆定律可得定值电阻的阻值R0＝UI1.闭合开关S2，导电绳与定值电阻并联，并联后的总电阻小于定值电阻的阻值R0，电流表示数增大，电压表示数变小．调节滑动变阻器R使电压表的示数仍为U，设导电绳与定值电阻并联后的总电阻为R′，则R′＝R0R xR0＋R x，根据欧姆定律得R′＝UI2，联立解得R x＝UI2－I1.(3)考虑电压表内阻时，有I1U＝1R0＋1R V，I2U＝1R0＋1R x＋1R V，联立解得R x＝UI2－I1，与(2)中分析的结果相同，故电压表内阻对导电绳电阻的测量值无影响．(4)由R x-L图线可知，导电绳电阻R x ＝1.33 kΩ对应的导电绳拉伸后的长度L＝51.80 cm.5．答案：(1)4.620(4.619～4.621)10.15(2)见答案解析图 (3)4.6＝答案解析：(1)螺旋测微器的读数等于4.5 mm＋0.01×12.0 mm＝4.620 mm；游标卡尺为10分度，精确度为0.1 mm，游标上的第5格与主尺对齐，故读数为101 mm＋5×0.1 mm＝101.5 mm＝10.15 cm.(2)要求尽可能精确地测量金属棒的阻值，而滑动变阻器的总阻值较小，则用分压式可以多测几组数据；电压表的量程为15 V，则待测电阻的电流最大为I max＝UR x≈154A＝3.75 A，则0.6 A的电流表量程太小，不安全，而电流表内阻已知，且有定值电阻，则可以用电流表与定值电阻串联，定值电阻能分部分电压且能精确地得到待测电阻阻值，而电流表选择内接法可以消除系统误差，故电路图如图所示．(3)根据伏安法可知R A＋R0＋R x＝ΔUΔI＝15－50.60－0.20Ω＝25 Ω，解得R x＝25 Ω－R A－R0＝4.6 Ω；因电流表用内接法，且电流表的内阻和定值电阻的阻值已知，则两者分压的系统误差可以消除，则电阻的测量值等于真实值．6．答案：(1)如图所示 (2)10 Ω75 Ω(3)2.30 4.20548答案解析：(1)要求通过R x的电流可在0～5 mA范围内连续可调，则应用滑动变阻器的分压式接法，电流表的量程为1 mA，需测到5 mA，则要对电流表改装，与其并联一个电阻R0，电压表的内阻很大，则电流表采用外接法．(2)滑动变阻器采用分压式接法，R应选最大阻值较小的滑动变阻器；电流表量程1 mA改装为量程5 mA，则R0＝UI＝1 mA×300 Ω5 mA－1 mA＝75 Ω，故R0应选阻值为75 Ω的定值电阻．(3)电压表的分度值为0.1 V，读数时需估读到分度值的下一位，读数为2.30 V，电流表的分度值为0.02 mA，此时示数为0.84 mA，考虑到改装关系，流过R x的电流为5×0.84 mA＝4.20 mA，利用R＝UI解得R x≈548 Ω.7．答案：(1)0～20 Ω(2)1.32(1.31～1.34均可)(3)9.9×10－7(9.8×10－7～1.0×10－6均可)(4)小于答案解析：(1)根据题意，实验过程中要保证电流表示数不变，由图2可知合金丝甲的总电阻不到10 Ω，为方便调节，应选择0～20 Ω的滑动变阻器．(2)电源为1节干电池，所以电压表量程为0～3 V，故读数为1.32 V．(3)根据欧姆定律可得UI＝R＋R A＝ρS l＋R A，可知图线的斜率k＝ρS，图中a图线的斜率为k a＝7.4－4.00.44－0.20≈14.17 Ωꞏm－1，则ρa＝k a S a＝14.17×7.0×10－8Ωꞏm＝9.9×10－7Ωꞏm.(4)假设是两个一样的合金丝甲并联，并联之后斜率为k′a＝12k a≈7 Ωꞏm－1，但实际上另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与甲并联之后斜率为k b＝3.75 Ωꞏm－1，说明并联后的总电阻更小，则合金丝乙的横截面积更大．。

2测定金属的电阻率（高考物理电学实验）组卷老师：莫老师评卷人得分一．实验题（共50小题）1．某实验小组欲测定一电阻丝的电阻率和一电源的内阻，寻找到了如下实验器材：一段拉直并固定在米尺上的粗细均匀的电阻丝（电阻丝两端为接线柱，电阻丝上夹有一个可移动的带接线柱的金属夹），直流电源（电动势为E），电流表（内阻为R g），保护电阻（阻值为R0），开关，导线，螺旋测微器等．（1）实验中利用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图甲所示，其示数为d= mm．（2）请在答题卡上补充连接如图乙所示的器材组合成合适的实验电路．（3）实验时闭合开关，调节金属夹的位置，记录电阻丝接入电路中的长度L及对应的电流表示数I；改变金属夹位置进行多次测量，作出关系图线如图丙所示，可求得电阻丝的电阻率ρ=；电源的内阻r=．（用题中所给a、b、c、d、E、R g、R0中的某些量表示）2．在探究“决定电阻丝电阻的因素”实验中，实验小组根据下表中给出的电阻丝，分别探究电阻与长度、横截面积、材料的关系．（1）为探究电阻丝电阻与长度的关系，应选择表中（填写编号）电阻丝进行实验．编号A B C D E F G材料镍铬合金康铜丝锰铜丝长度（m） 1.00.5 1.0 1.5 1.0 1.0 1.0横截面积（mm2） 1.0 1.00.5 1.0 2.0 1.0 1.0（2）实验小组设计了如图甲、乙所示的电路，其中R1和R2为两段电阻丝，为能直观反映两电阻大小比例关系，应选择（选填“甲”或“乙”）电路进行实验．（3）实验小组采用图丙所示装置测量电阻丝的电阻率，通过改变鳄鱼嘴夹子在电阻丝是哪个位置，改变接入电路电阻丝长度，测出接入电路电阻丝长度L和对应的电流表读数I．①请用笔画线代替导线在图丙中将实物电路连接完整．②实验中测出多组I和L的数据，作出﹣L图线，测得图线斜率为k，已知电源电动势为E，电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率ρ=．③关于实验操作过程和误差分析，下列说法中正确的有A．开关闭合前，应将图丙中滑动变阻器的滑片移到最左端B．闭合开关，若电流表指针不偏转，可用多用电表电压档直接检查电路C．测量过程中，滑动变阻器接入电路的电阻应保持不变D．实验误差的主要来源是电流表和电源有内阻．3．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，粗测某电阻丝的电阻约为5Ω，为了使测量结果尽量准确，从实验室找到以下器材供选择：A、电池组E（3V，内阻约1Ω）B、电流表A1（0～3A，内阻约为10Ω）C、电流表A2（0～0.6A，内阻约为1Ω）D、电压表V1（0～3V，内阻约为4kΩ）E、电压表V2（0～15V，内阻约为15kΩ）F、滑动变阻器R1（0～20Ω，允许最大电流1A）G、滑动变阻器R2（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）H、开关、导线若干（1）若用螺线管测微器测得金属丝的直径读数如下图所示，则读数为mm；（2）请写出该实验必须使用的器材前面的字母序号．（3）请设计合理的测量电路，把电路图画在作图框中．4．某同学要测量如图甲所示金属圆环材料的电阻率，已知圆环的半径为r．①他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径d如图乙所示，则d= mm；②他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为5V．电键S闭合后，电压表右端接到a点时电压表示数为4.5V、电流表示数为1.8mA，接到b点的电压表示数为4.6V、电流表示数为1.6mA．为了减小电阻的测量误差，他应该把电压表的右端接在进行实验（填“a”或“b”）；则圆环接入电路的两点间的电阻值为Ω；此值（填“偏大”、“偏小”或“准确”）；③实验中发现电流表损坏，他又找到另外一个量程为2V，内阻为R1的电压表V1替代电流表完成了实验．实验中电压表V和V1的示数分别为U和U1，改变滑片位置测得多组U、U1数据，他作出了U﹣U1图象为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为k，则金属圆环材料的电阻率的表达式为．（用r、d、k、R1表示）5．某学习小组设计了一个测定金属丝电阻率的实验电路如图1、2、3所示，ab 是一段粗细均匀的金属电阻丝，R0是阻值为6Ω的保护电阻，学生电源的输出电压为10V．电流表可视为理想电表．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径如图1所示，其直径为mm．（2）如图2先接通电源，后闭合电键，发现电流表的示数为零，利用多用电表检查故障（电路中故障只有一处）．先将选择开关旋至直流电压档，测得各点间的电压如下表格．ed间电压ec间电压eb间电压ea间电压eh间电压0V10V10V10V10V由此可以判断电路发生的故障是．（3）排除故障后进行实验，图2中闭合电键k，调节线夹a的位置，记录金属电阻丝ab的长度L和对应的电流表的示数I，根据得到的实验数据，做出了﹣L图象如图3，由图象和测得的数据可估算出该金属丝的电阻率为Ω•m．（π取3，保留1位有效数字）（4）若电流表不能视为理想电表，考虑电流表的电阻，则电阻率的测量值真实值．（选填“大于”、“等于”或“小于”）6．实验室购买了一盘铜丝，某同学想测出它的电阻率，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得铜丝电阻R x约为7Ω，他想准确地重新测量一下它的电阻，但是身边只有一只定值电阻R0（阻值为10Ω），一只电压表V（量程为0～3V，内阻约为2kΩ），电源E（电动势为6.0V，内阻不计）和电键．（1）如图所示是该同学用螺旋测微器对铜丝直径的测量，请你读出该铜丝的直径是（2）请帮助该同学设计一个测量铜丝电阻的电路图，要求实验中只进行一次测量，画在方框中（3）若在测量时，电压表示数为U，则该铜丝的电阻率的表达式为p=（用所测量的和所给的物理量的符号表示）（4）实验中电阻的测量值比实际值偏大还是偏小？（填“偏大”“偏小”或“无影响”）7．某同学在“测定金属的电阻率”的实验中，主要步骤如下：①用多用电表粗略测量金属丝的电阻值；②用米尺测量金属丝的有效长度L；③用螺旋测微器测量金属丝直径d；④用伏安法测量该金属丝的电阻；⑤根据测得的数据，计算金属丝电阻率的表达式．根据题目要求完成下列问题：（1）步骤③中测量金属丝直径如图1所示，则d=mm．（2）步骤④中为了尽可能准确地测量，要使金属丝两端电压从零开始变化，电压表用0～3V量程，电流表用0～0.6A量程（内阻约为10Ω），且采用电流表外接法，请在图2实物图上用笔画线代替导线把电路按要求连接好．（3）步骤⑤中用测得的金属丝长度L、直径d、金属丝两端电压U、流过金属丝的电流I，计算金属电阻率，其表达式为ρ=．（用L、d、U、I表示）（4）步骤④中之所以采用所述方案，是因为该同学在步骤①中已用多用电表粗略测量其阻值，可供选择的操作步骤如下（机械调零已经完成）：A．观察指针位置，读出电阻阻值B．将两表笔直接接触，进行调零C．把两表笔与电阻两端接触：D．将选择开关扳到欧姆挡“×100”处E．将选择开关旋到OFF档F．将选择开关扳到欧姆挡“×1”处请在上述操作中选择需要的步骤并写出合理的顺序：．8．在“测定金属丝的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图1所示．（1）从图中可读出金属丝的直径为mm．（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时（金属丝的电阻约为5Ω），除被测金属丝外，还有如下实验器材供选择：A．直流电源：电动势约12V，内阻很小；B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω；C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻约为0.1Ω；D．电压表V：量程0～3V，内阻约为10kΩ；E．滑动变阻器R：最大阻值5Ω；F．开关、导线若干为了提高实验的测量精度，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是（填A1，或A2）．（3）根据所选的器材，在图2虚线框中画出完整的实验电路图（要求电阻丝上的电压从零开始变化）．9．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度．测量3次，求出其平均值L．其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为cm．用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d．其中一次测量结果如图乙所示，如图乙中读数为mm．（2）采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值（填“偏大”或“偏小”）．最后由公式ρ=计算出金属丝的电阻率（用上述直接测量的物理量表示）．10．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，为了安全、准确、方便地测出电阻丝的电阻R x，设计了如图所示实验电路图来完成实验，实验仪器如下：A．待测金属丝（R x约5Ω）B．电压表V（量程1V，内阻R V=1KΩ）C．电流表A（量程0.6A，内阻R A=1Ω）D．定值电阻R1（阻值R1=0.5KΩ）E．定值电阻R2（阻值R2=2KΩ）F．滑动变阻器R3（0～10Ω）G．滑动变阻器R4（0～1000Ω）H．电源（电动势为3V，内阻很小）I．开关、导线若干（1）实验中定值电阻应选用，滑动变阻器应选用（选填仪器前面字母）；（2）用图中电路测量该金属丝的电阻，若某次测量中，电压表的读数为U，电流表的读数为I，该金属丝电阻的表达式为：R x=（用测出或已知的物理量的符号表示）。

四、测量金属丝的电阻率1.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图所示，其读数是_______mm 。

②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。

这段金属丝的电阻x R 约为100 Ω，画出实验电路图，并标明器材代号。

电源E （电动势10 V ，内阻约为10 Ω） 电流表1A （量程0~250 mA ，内阻15ΩR =） 电流表2A （量程0~300 mA ，内阻约为5 Ω） 滑动变阻器R （最大阻值10 Ω，额定电流2 A ） 开关S 及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表1A 的读数为1I ，电流表2A 的读数为2I ，则这段金属丝电阻的计算式x R =_______。

从设计原理看，其测量值与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

2.某物理兴趣小组的同学们做“金属丝电阻率的测量”实验，已知金属丝的电阻大约为5 Ω，具体实验操作如下：（1）小明首先用螺旋测微器测量金属丝的直径d .（2）小刚取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A.电压表0~3 V ，内阻约10 kΩ B.电压表0~15 V ，内阻约50 kΩ C.电流表0~0.6 A ，内阻约0.05 Ω D.电流表0~3 A ，内阻约0.01 Ω E.滑动变阻器，最大阻值为10 Ω F.滑动变阻器，最大阻值为100 Ω①要求较准确地测出其阻值，电压表应选_______，电流表应选_______，滑动变阻器应选_______.（填器材序号）②实验中小华同学的实物连线如图所示，请指出小华实物连线中的两处明显错误.错误a ：______________， 错误b ：______________.3.一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。

现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E 、电压表（内阻非常大）、定值电阻0R （阻值10.0 Ω）、滑动变阻器R 、待测金属丝、单刀双掷开关K 、开关S 、导线若干。

第46讲 测定金属丝的电阻率（模拟精练+真题演练）1．（2023·天津河西·天津市新华中学统考模拟预测）在“测量金属丝的电阻率”实验中：（1）测量一段电阻约为几欧姆金属丝的电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，若电流表内阻约为几十欧姆，量程为0-0．6A 或0-3A ，电压表内阻约为几千欧姆，量程为0-3V 或0-15V ，用笔画代替导线完成电路连线 。

（2）合上开关之前，图1中滑动变阻器滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端。

（3）连好电路之后，合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U 和I 数据。

甲同学由每组U 、I 数据计算电阻，然后求电阻平均值，乙同学通过U -I 图像求电阻。

则两种求电阻的方法更合理的是 。

（选填“甲”或“乙”）（4）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流300g I A μ=的表头G 改装成电流表。

如图2所示，表头G 两端并联长为L 的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G 满偏，毫安表示数为I ，改变L ，重复上述步骤，获得多组I 、L 数据，作出1I L-图像如图3所示。

若要把该表头G 改装成量程为6mA 的电流表，需要把长为 m 的镍铬丝并联在表头G 两端。

（结果保留两位有效数字）【答案】 见解析 左 乙 0.40【详解】（1）[1]由题中条件可知V x x A R R R R >则电流表应采用外接法，电路中最大电流为m 0.3A xE I R =≈ 故电流表应选量程0-0．6A ，实物图连线如图所示（2）[2]合上开关之前，为保护电路，测量电路中的电流应最小，故图1中滑动变阻器滑片应置于最左端；（3）[3]利用图像处理数据，误差更小，两种求电阻的方法更合理的是乙；（4）[4]由图像可知6mA 电流对应的横轴坐标为11 2.5m L-=解得0.4m L = 2．（2022·浙江绍兴·统考一模）某同学通过实验来测定如图所示的电阻圈中合金丝的电阻率。

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。

3.6科学测量：金属丝的电阻率同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第三册一、选择题（共15题）1．利用伏安法测未知电阻时，用图甲测得结果为R1，用图乙测得结果为R2，若待测电阻的真实值为R，则（）A．R1＞R＞R2B．R1＜R＜R2C．R1＞R，R2＞R D．R1＜R，R2＜R2．用伏安法测未知电阻R x时，若不知R x的大约数值，为了选择正确的电流表接法以减小误差，可将仪器如图所示接好，只空出一个电压表的一个接头K，然后将K分别与a，b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，则（）A．若电流表示数有显著变化，K应接aB．若电流表示数有显著变化，K应接bC．若电压表示数有显著变化，K应接bD．以上说法均不正确3．杨光同学用螺旋测微器测得该材料的直径如图所示，示数为D＝＿＿＿mm（注意第一根半刻度线已经露出）。

A．0.4200B．1.420C．0.92D．0.9204．现在要测量一段电阻丝的电阻率 ，其阻值x R约为0.5Ω，允许通过的最大电流为0.5A，现有如下器材可供选择：电流表A（量程0~0.6A，内阻约为0.6Ω）电压表V （量程0~3V ，内阻约为3k Ω）标准电阻0R （阻值5Ω）滑动变阻器()0~5Ω2A R 滑，直流电源E （6V ，内阻不计）开关S 、导线若干如图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是（ ）A ．B ．C ．D ．5．用如图所示的电路测量待测电阻R x 的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是（ ）A ．电压表的内电阻越小，测量越精确B ．电流表的内电阻越大，测量越精确C ．电压表的读数大于Rx 两端真实电压，Rx 的测量值大于真实值D ．由于电压表的分流作用，使Rx 的测量值小于真实值6．用电压表和电流表测量电阻时，可以选用如图甲或乙所示的两种电路，其中Rx 为待测电阻．电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是（ ）A ．甲图中，电流表的示数等于通过Rx 的电流B ．乙图中，电流表的示数等于通过Rx 的电流C ．选用甲图测得Rx 的阻值大于其真实阻值D ．选用乙图测得Rx 的阻值等于其真实阻值7．如图所示，某同学在用“伏安法”测量电阻R 的阻值时，让电压表的一端接在a 点，另一端先后接到b点和c点，他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化。

《第三节测量金属丝的电阻率》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在测量金属丝的电阻率实验中，若金属丝的实际长度比测量值大，则计算得到的电阻率会：A. 偏大B. 偏小C. 不变D. 无法确定2、使用伏安法测量金属丝的电阻时，为了减小系统误差，应采取下列哪种措施？A. 选择较粗的金属丝B. 尽可能增加电压C. 使通过金属丝的电流尽可能小D. 减少连接导线的电阻3、在测量金属丝的电阻率实验中，以下哪个因素不会影响电阻值的测量结果？A、金属丝的长度B、金属丝的横截面积C、金属丝的材料D、金属丝表面的氧化层4、在测量金属丝电阻率的实验中，以下哪种方法可以提高测量的精度？A、增加金属丝的长度B、减小金属丝的横截面积C、使用更高精度的电流表D、多次测量并取平均值5、金属丝电阻率的测量实验中，若测得金属丝的电阻为4.8Ω，长度为0.1m，直径为0.2mm，则该金属丝的电阻率为（）Ω·m。

A、2.4×10^-6B、1.2×10^-6C、4.8×10^-6D、3.8×10^-66、在测量金属丝电阻率的实验中，当同学将同一段金属丝绕成螺旋状排列，且导线不分叉，当长度变为原来的两倍时，其电阻和电阻率将如何变化？A、电阻变为原来的两倍，电阻率不变B、电阻不变，电阻率变为原来的两倍C、电阻和电阻率都变为原来的两倍D、电阻和电阻率都不变7、在测量金属丝的电阻率实验中，以下哪项操作会导致测量结果的误差增加？（）A. 电阻丝在使用前未经过充分的加热处理，导致电阻丝的阻值减小B. 电流表的量程选择过小，导致测量误差C. 电压表的内阻相对于被测电阻值较大，但不影响电阻的测量结果D. 在测量过程中，保持金属丝的温度恒定，但环境温度有所波动二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在测量金属丝电阻率的实验中，下列哪些因素可能会影响实验结果？A. 温度变化B. 测量仪器的精度C. 金属丝的长度D. 实验室的光照强度2、利用伏安法测电阻率时，为了减少系统误差，可以采取哪些措施？A. 使用标准电阻校准电流表和电压表B. 多次测量取平均值C. 尽量保持环境温度恒定D. 增大电源电压以减小电流表内阻的影响3、在测量金属丝电阻率的实验中，以下哪些操作可能会影响测量结果？（）A、金属丝的长度测量不准确B、金属丝的横截面积测量不准确C、电流表的读数误差D、电压表的读数误差E、实验过程中金属丝温度发生变化三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目一块正方形金属丝框，边长为(a=10cm)，总电阻为(R=12Ω)。

测金属丝的电阻率（复习学案）【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 x =UI ，电路原理如图所示。

2、用毫米刻度尺测金属丝接入电路部分的长度L ，用螺旋测微器测得金属丝的直径d ，算出横截面积S =πd 24。

3、根据电阻定律R =ρlS，得金属丝电阻率ρ=πd 2U 4IL。

【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、开关、导线若干、螺旋测微器、 毫米刻度尺 。

【实验过程】1、直径测定：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 ，计算出金属丝的横截面积S =πd 24。

2、电路连接：按如图所示的电路原理图连接好用伏安法测电阻的实验电路。

3、长度测量：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，求出其平均值L 。

4、U 、I 测量：把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值 最大 位置，电路经检查确认无误后，闭合开关S ，改变滑动变阻器滑片位置，读出几组相应的电流表和电压表示数I 和U 的值，填入表格中，断开开关S 。

5、拆除实验线路,整理好实验器材。

【数据处理】 【误差分析】 1、系统误差：(1)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，使电阻的测量值 小于 真实值，使电阻率的测量值 偏小 。

(2)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。

2、偶然误差：(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的，直径的测量是产生偶然误差的主要来源之一。

(2)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等均会带来偶然误差。

【注意事项】1、螺旋测微器的使用：(1)测量前应校对零点：使测砧A与测微螺杆P并拢，观察可动刻度零刻线与固定刻度的轴向线是否重合，以及可动刻度的边缘与固定刻度的零刻线是否重合。

(2)测量时，当测微螺杆P将要接触被测物体时，要停止使用旋钮K，改用微调旋钮K′，当听到“咔、咔”声时，停止转动，以避免P和被测物体间产生过大的压力。

一课一练50：电学实验1：测量电阻及电阻率分析：测量电阻的方法包括伏安法、安安法、半偏法、替代比较法等，其本质都是欧姆定律在电路中的应用。

1．（2020全国I卷）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5Ω．该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间．测量得到如图（b）所示的两条U–I图线，其中U与I 分别为电压表和电流表的示数．回答下列问题：（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的．（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线_______（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为_______Ω（保留1位小数）．（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为_______Ω（保留1位小数）．2．（2019江苏卷）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）螺旋测微器如题11-1图所示．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．（题11–1图）（题11-2甲图）（题11-2乙图）（2）选择电阻丝的（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．（3）题11-2甲图中R x，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入题11-2乙图实物电路中的正确位置．（4）为测量R，利用题11-2甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如题11-3图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．（5）由此，可求得电阻丝的R x= Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．3．某中学实验小组的同学在测量阻值约为200 Ω的电阻R x的阻值时，从实验室选取了如下的实验器材：电动势为E=3 V、内阻可忽略不计的电源量程为15 mA的电流表A1、r A1≈100 Ω；量程为300 μA的电流表A2、r A2=1 000 Ω最大值为20 Ω的滑动变阻器R1；最大值为2 000 Ω的滑动变阻器R2定值电阻R3=9 000 Ω、R4=200 Ω ；开关S以及导线若干为了减小实验误差，请回答以下问题：（1）从以上实验器材中选择合适的实验器材，设计测量电阻R x的电路图，画在图中的方框内，并在电路图中标明实验器材的符号．（2）某次操作时，将滑动变阻器的滑动触头移到合适位置，两电流表的读数如上图所示，则电流表A1的读数为________ mA，电流表A2的读数为________ μA，则电阻R x的阻值为________Ω．（3）由该电路中产生的系统误差分析可知，该电阻R x的测量值________真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）．4．某同学用图甲所示电路测量一段金属丝的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100 Ω。