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第十一章　电路及其应用
3.实验：导体电阻率的测量
第2课时　实验：金属丝电阻率的测量
核心素养 素养目标
物理思维 1.掌握测量金属电阻率的原理和方法.
2.能够应用伏安法测量电阻.
科学探究 1.能够运用实验器材进行实验，能设计表格，会分析实验数据，形成结论.
2.能独立撰写实验报告，能对实验结果进行反思和分析误差.
一、实验原理和物理量的测量
长度
l　
电阻R　


米尺　
接入电路　
游标卡尺　
螺旋测微
器　
典题讲练
[典例1]　（2024·山东卷）某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量.实验器材如下：
学生电源（输出电压0～16 V）；
滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A）；
电压表V（量程3 V，内阻未知）；
电流表A（量程3 A，内阻未知）；
待测铅笔芯R（X型号，Y型号）；
游标卡尺、螺旋测微器，开关S、单刀双掷开关K，导线若干.
回答下列问题：
解析：（1）由题图甲知，铅笔芯直径为d＝2 mm＋45.0× 0.01 mm＝2.450 mm；
2.450　
1.92　
大于　
二、数据分析及注意事项
电压　
电流　
斜率　
2. 误差分析
（1）电阻丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大.
（2）电阻丝长度及电阻丝直径测量不准确.
3. 注意事项
（1）为了方便，应在金属丝连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的金属丝的有效长度，且各测量三次，取平均值.
（2）测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变.
（3）为准确求出R的平均值，应多测几组U、I数值，然后采用U－I图像法求出电阻.
解析：（1）螺旋测微器的读数为0＋39.6×0.01 mm＝0.396 mm.
0.396（0.395～0.398均可）
（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组（3 V）、电流表、电压表、滑动变阻器R（0～20 Ω，额定电流2 A）、开关、导线若干.
某小组同学利用以上器材按照图正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数 1 2 3 4 5 6 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
见解析图
4.4（4.3～4.7均可）　
解析：（3）图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离较远的点应舍去，如图所示.
图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.4 Ω.
A. 1×10－2 Ω·m B. 1×10－3 Ω·m
C. 1×10－6 Ω·m D. 1×10－8 Ω·m
C　
随堂检测
1. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学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，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.
（1）采用如图甲所示的电路测量金属丝的电阻.请你根据电路图在图乙中进行实物连线.
甲 乙
答案：（1）见解析图
解析：（1）连线如图所示.

1
2
解析：（1）根据螺旋测微器的读数规则读数为D＝5.0 mm＋20.0×0.01 mm＝5.200 mm.
5.200　
1
2
（2）测量金属管线的电阻R，为此取来两节内阻不计的干电池、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，0～10 Ω
F. 滑动变阻器，0～1 000 Ω
A　
C　
1
2
d＝

1
2
课时作业（十六）
[基础训练]
1. 某同学要测量一新材料制成的圆柱形均匀电阻丝的电阻率ρ，步骤如下：
解析：（1）由图甲所示可知，游标卡尺主尺示数为13 mm，游标尺示数为15×0.05 mm＝0.75 mm，游标卡尺示数为13 mm＋0.75 mm＝13.75 mm.
13.75　
甲 乙
1
2
3
4
5
解析：（2）由图乙所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为0.5 mm，可动刻度示数为45.0×0.01 mm＝0.450 mm，螺旋测微器示数为0.5 mm＋0.450 mm＝0.950 mm.
0.950　

甲 乙
1
2
3
4
5
2. （2025·江西南昌十九中期末）现有一根由新材料制成的粗细均匀的金属丝，为测量其电阻率，实验小组设计了如下实验：
解析：（1）螺旋测微器的精确度为0.01 mm，由题图甲可知金属丝的直径为d＝1.5 mm＋10.0×0.01 mm＝1.600 mm，20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm，由题图甲可知金属丝的长度为l＝31 mm＋10×0.05 mm＝31.50 mm＝3.150 cm.
1.600　
3.150　
1
2
3
4
5
（2）用图乙所示电路图测量金属丝的电阻Rx，其中R0为一定值电阻.请用笔画线代替导线，把图丙中的实物电路补充完整.
答案：（2）见解析
解析：（2）完整的实物连线图如图所示.
1
2
3
4
5
M　
1
2
3
4
5
1.6×10－3　
1
2
3
4
5
3. （2025·广州协和学校期中）某同学欲测量一段金属丝Rx的电阻率，待测金属丝粗细均匀，阻值约为100 Ω.备选器材如下：
A. 量程为0～50 mA、内阻约为50 Ω的电流表
B. 量程为0～0.6 A、内阻约为0.2 Ω的电流表
C. 量程为0～5 V、内阻约为15 kΩ的电压表
D. 最大阻值为10 Ω、额定电流为2 A的滑动变阻器R
E. 电动势为E＝5 V、内阻很小的直流电源
F. 开关一个，导线若干
G. 螺旋测微器，刻度尺
解析：（1）螺旋测微器读数5.5 mm＋0.400 mm＝5.900 mm.
5.900（±0.001均可）　
1
2
3
4
5
A

1
2
3
4
5
[能力提升]
4. （2025·北京交大附中期中）（1）用伏安法测量约5 Ω左右的金属丝的电阻率，实验室备有下列器材可供选择：
A. 电压表（量程0～3 V，内阻约15 kΩ）
B. 电压表（量程0～15 V，内阻约75 kΩ）
C. 电流表（量程0～3 A，内阻约0.2 Ω）
D. 电流表（量程0～0.6 A，内阻约1 Ω）
E. 滑动变阻器R1（0～20 Ω，0.6 A）
F. 滑动变阻器R2（0～2 000 Ω，0.6 A）
G. 电池组E（电动势3 V）
H. 开关S，导线若干
1
2
3
4
5
D
A
1
2
3
4
5
甲
3.1
1
2
3
4
5
乙

1
2
3
4
5
（4）图丙中已经根据图乙电路连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的最左端.请完成实物间的连线.
丙
答案：（4）见解析图
解析：（4）根据图乙电路图，实物连线如图所示.
1
2
3
4
5
5. 某同学通过实验测定一个阻值约为20 Ω的电阻Rx的阻值.
（1）现有电源（12 V，内阻忽略不计）、滑动变阻器（0～50 Ω，额定电流2 A）、开关和导线若干，以及下列电表：
A. 电流表（0～3 A，内阻约0.01 Ω）
B. 电流表（0～0.6 A，内阻约0.05 Ω）
C. 电压表（0～3 V，内阻约600 Ω）
D. 电压表（0～15 V，内阻约3 kΩ）
解析：（1）电源电动势为12 V，且内阻不计，待测电阻为20 Ω，故电路中最大电流为0.6 A，为减小测量误差，在实验中，电流表应选用B，电压表选D.
B
D
1
2
3
4
5
19.3
1
2
3
4
5

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