资源简介 (共50张PPT)实验11 导体电阻率的测量1强基础 固本增分2研考点 精准突破3限时规范训练栏目导引强基础固本增分原理装置图1.测量电阻的电路图 2.由R=ρ,得ρ=,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。实验操作 注意事项1.测直径d: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l: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=。 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。3.图像法描点时,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,个别偏离直线较远的点可以不予考虑。数据 处理 1.计算Rx的两种方法(1)公式法:用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。(2)图像法:作U-I图像,利用斜率求出Rx,如图所示。2.计算电阻率:将记录的数据l、d及Rx的值,代入电阻率计算公式,得ρ=。误差 分析 1.金属丝直径、长度的测量、读数等带来误差。2.测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接,所以R测3.通电电流过大、时间过长,致使金属丝发热,电阻率随之变化带来误差。研考点精准突破考点一 教材原型实验(2025·四川卷,12)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:待测合金丝样品(长度约1 m),螺旋测微器,学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知),米尺(量程0~100 cm),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω),电流表(量程0~30 mA,内阻较小),开关S1、S2,导线若干。(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为________mm;(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱________(选填“a”或“b”)相连,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于________端(选填“左”或“右”);图1(3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处;断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为________Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字);图2(4)(多选)为减小实验误差,可采用的做法有________。A.换用内阻更小的电源B.换用内阻更小的电流表C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值解析:(1)样品横截面直径的平均值 mm=0.500 mm。(2)滑动变阻器采用限流式接法,则接线柱需要“一上一下”接入,故电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器在电路中接入的阻值应最大,因滑动变阻器下端右侧的接线柱接入电路,故闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于左端。图1(3)由题意可知,电路中接入合金丝和接入电阻箱时总电流相同,且滑动变阻器接入电路的电阻不变,则合金丝接入电路部分的电阻等于电阻箱接入电路的电阻,由题图2可知电阻箱接入电路的阻值R=3×1 Ω+2×0.1 Ω=3.2 Ω,由题可知合金丝接入电路的长度L=70.00 cm-20.00 cm=0.5 m,合金丝的横截面积S=π×,由电阻定律R=ρ推导可得ρ=R,联立并代入数据解得合金丝的电阻率ρ=1.3×10-6 Ω·m。图2(4)结合(3)问分析可知,实验中利用等效替代法测量合金丝接入电路的阻值,电源和电流表的内阻对测量结果没有影响,故换用内阻更小的电源和电流表不能起到减小实验误差的作用,A、B错误;阻值范围为0~99.99 Ω和0~999.9 Ω的电阻箱读数的精确度分别为小数点后2位和小数点后1位,则换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱测得的电阻值更精准,可以减小实验误差,C正确;多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,可以减小实验的偶然误差,D正确。答案:(1)0.500 (2)a 左 (3)1.3×10-6 (4)CD(2024·山东卷,14)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。回答以下问题:(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为________mm;(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(选填“1”或“2”)端;图甲 图乙(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=________Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm。使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率________(选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。图丙解析:(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2 mm+0.01× 45.0 mm=2.450 mm。(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。图甲 图乙(3)根据题图丙结合欧姆定律可得RY=≈1.92 Ω。(4)根据电阻定律R=,S近似相等,则ρ∝>1,故ρX>ρY。答案:(1)2.450 (2)1 (3)1.92 (4)大于图丙考点二 拓展创新实验(2024·湖南卷,11)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。图(a) 图(b)(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为________ V,此时金属丝阻值的测量值R为______ Ω(保留3位有效数字);(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;图(c)(3)根据测量数据绘制R-p关系图线,如图(d)所示;(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的________侧(选填“左”或“右”);(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值________ 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。图(d)解析:(1)由电压表读数规则可知题图(c)的示数为(1+0.10×2.4) V=1.24 V;根据题图(b)由欧姆定律可知R= Ω=12.4 Ω。(4)玻璃管内气压降低到0.5个标准大气压,由题图(d)可知金属丝的阻值增大,又保持电流为100 mA,所以电压表示数增大,即电压表指针应该在题图(c)指针位置的右侧。(5)若电压表是非理想电压表,则流过金属丝的电流的测量值偏大,由欧姆定律可知金属丝的电阻的测量值小于真实值。答案:(1)1.24(1.23~1.25均可) 12.4(12.3~12.5均可) (4)右 (5)小于图(b)图(c)图(d)(2024·江西卷,12)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。图(a)(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻RA=2500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx-l图线,分别如图(b)中甲、乙所示。图(b)(4)若Rx-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=________(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度________(选填“高”或“低”)的水更容易导电。(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为________m。(保留2位有效数字)解析:(2)由于电流表内阻准确已知,则电流表的分压可以求出,故电流表采用内接法,又电源电动势为3 V,则电压表应以量程3 V接入电路,电路连接如图所示。(4)根据电阻定律有Rx=ρ,又S=dh,联立得Rx=l,故Rx-l图像中图线的斜率k=,解得ρ=kdh,根据题图(b)可知,温度高的水的Rx-l图线(图乙)斜率较小,则温度高的水的电阻率较小,更容易导电。(5)图线乙的斜率k= Ω/m,65 ℃时,水的电阻率ρ=dhk=0.07×0.03× Ω·m=24 Ω·m,水管内水的阻值最小为R=,水管的内直径D=8.0×10-3 m,根据电阻定律,R=ρ,解得水管的长度至少为L=0.46 m。答案:(2)见解析图 (4)kdh 高 (5)0.46[创新角度分析] 本题的创新角度体现在实验目的和实验设计的创新(1)以探究水的电阻率取代金属丝电阻率的测量。(2)实验除测电阻率外,还涉及电热水器防触电装置,体现了实验知识的综合应用。34512限时规范训练(53) 导体电阻率的测量(建议用时:40分钟 满分:50分)1.(10分)(2025·北京市朝阳区一模)用如图甲所示的电路图测量金属丝Rx的电阻率。(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图中的________(选填“M”或“N”)端;图甲34512(2)(多选)按照图甲连接实物,连接结果如图乙所示。下列说法正确的是________。A.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源B.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数C.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源D.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数图乙34512解析:(1)闭合开关S前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应处在图中的M端。(2)根据电路图可知,滑动变阻器要接成分压电路,则导线b接线错误,导线b的右端应该接滑动变阻器的左下端接线柱,若闭合开关调节滑动变阻器时,电压表和电流表被短路,所以两个电表始终没有示数;又因为电路中相当于只有滑动变阻器与电源相连,在滑动变阻器阻值过小时,可能会造成电源短路,从而烧毁电源,故选CD。答案:(1)M (2)CD213452.(10分)(2025·四川凉山一模)某同学想用伏安法检测家里装修用铜线的电阻率,除电源(电动势3.0 V,内阻不计)、电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干外,还有两种规格的电流表供选择:A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.15 Ω)B.电流表(量程0~3.0 A,内阻约0.02 Ω)21345(1)为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用______(选填实验器材前对应的字母);(2)该同学用螺旋测微器测铜线直径读数如图甲所示,铜线直径为______ mm;图甲21345(3)该同学测量1000 m该铜线两端的电压U和通过铜线的电流I,得到多组数据并在坐标图上标出,如图乙所示,请在坐标图上作出该铜线的U-I图线,根据图线得出该铜线电阻率约为________Ω·m(结果保留3位有效数字);(4)本实验操作正确,测量的电阻率比实际________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。图乙21345解析:(1)根据题中所给数据,若不考虑待测的铜线电阻,电路中最小电流为I==0.15 A,考虑到滑动变阻器电阻可调、铜线也存在电阻以及为了测量准确,则电流表选择0~0.6 A即可,故电流表选A。(2)根据螺旋测微器的读数规则可知,铜线的直径为d=2.0 mm+9.5×0.01 mm=2.095 mm。21345(3)将多个数据连线,得出该铜线的U-I图线如图所示。为了减小误差,根据图线得出该铜线电阻为R= Ω=5.80 Ω,根据电阻定律R=ρ,解得ρ=2.00×10-8 Ω·m。21345(4)利用比值法,根据上述所求铜线电阻R<,铜线电阻为小电阻。本实验操作正确,则为了减小实验误差,实验应采用的是电流表外接法,则误差来源是电压表分流,使电流表示数偏大,则电阻测量值偏小,则电阻率测量值比实际值偏小。答案:(1)A (2)2.095 (3)见解析图 2.00×10-8 (4) 偏小231453.(10分)某校研究性学习小组为了测量金属丝的电阻率,准备了下列器材:粗细均匀待测金属丝,电流表A(量程为0.6 A,内阻未知),电源(电动势E=3.0 V,内阻未知),保护电阻(R0=4.0 Ω),铁夹、导线若干,螺旋测微器、游标卡尺、开关各一个,请回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该待测金属丝的长度如图甲所示,其示数L=________ cm;用螺旋测微器测得该待测金属丝的直径如图乙所示,其示数d=________mm。图甲 图乙23145(2)在虚框中完成电路图。(3)该小组设计记录的实验数据是:流过金属丝的电流I和接入电路的金属丝导线的长度X,根据实验记录的数据,该小组作出了 -X图像进行实验数据处理,发现图像为一次函数图像,其斜率为k,纵轴截距为b。则该金属丝的电阻率为ρ=________(结果用物理量字母表示)。(4)电流表的内阻对本实验结果________(选填“有”或“没有”)影响。23145解析:(1)由题图甲可知,该游标卡尺为20分度,精确度为0.05 mm,则示数L=50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm=5.015 cm;由题图乙可知,螺旋测微器的示数d=3 mm+20.3×0.01 mm=3.203 mm。(2)根据实验原理可知,电路图如图所示。图甲 图乙23145(3)根据闭合电路欧姆定律,有E=I(r+R0+RA+R),其中r为电源内阻,RA为电流表内阻,根据电阻定律可得接入金属丝的电阻R=,而金属丝的横截面积S=,联立得,由题意得k=,解得ρ=。(4)由(3)分析可知,电流表的内阻对本实验结果没有影响。答案:(1)5.015 3.203 (2)图见解析 (3) (4)没有234154.(10分)(2026·山东名校考试联盟高三摸底)有一长度为L、电阻率为ρ的圆柱形金属管(阻值约十几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:电流表A(量程为0.6 A,内阻约为3 Ω);电压表V(量程为3.0 V,内阻约为3 kΩ);滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω);电源E(电动势为3 V,内阻可忽略);待测金属管Rx、开关S、导线若干。图甲23451部分实验步骤如下:(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径d,如图乙所示其读数为_____mm;(2)按图丙连接电路,电压表右端应连接_______点(选填“M”或“N”),利用此电路测得的电阻值________(选填“大于”或“小于”)真实值;(3)闭合开关S,测出电压表示数U、电流表示数I,则金属管的中空截面积S=________(用U、I、L、ρ、d表示)。乙 丙23451解析:(1)根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为10 mm+0.01×40.0 mm=10.400 mm。(2)由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值与电流表的内阻,可知,电流表的分压影响较大,实验中应排除电流表分压影响,可知测量电路采用电流表外接法,即更合理的是电压表右端应连接M点;由于测量电路采用电流表的外接法,则实验误差在电压表的分流,由于电压表分流影响,导致电流的测量值偏大,则利用此电路测得的电阻值小于真实值。(3)根据欧姆定律有R=,根据电阻定律有R=ρ,解得S=πd2-。答案:(1)10.400 (2)M 小于 (3)πd2-乙 丙234515.(10分)(2025·云南卷,12)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt1000 型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。查阅技术手册可知,Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1~0.3 mA之间,在0~100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。完成下列填空:(1)由图(a)可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加________Ω;图(a)23451(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是________(选填“甲”或“乙”),保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”);甲 乙图(b)23451(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为295 μA,A1示数如图(c)所示,该示数为________μA,则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。图(c)23451解析:(1)由图(a)可知,0 ℃时R0=1.000×103 Ω,100 ℃时R100=1.385×103 Ω,故温度每升高1 ℃,铂电阻的阻值增加量为ΔR=×1 ℃=3.85 Ω。(2)由于电流表A2内阻未知,而电流表A1内阻已知,电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压,由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是图(b)中乙电路;铂电阻工作电流范围为0.1~0.3 mA,电源电动势5 V,故电路中的总电阻范围应为~50 kΩ,故保护电阻选R1。图(a)甲 乙图(b)23451(3)图(c)中A1量程100 μA,分度值1 μA,要往下估读一位,故图(c)的示数为62.0 μA;图(b)乙电路中,A1与Rt并联后再与A2串联,根据串并联电路特点有I1rA1=(I2-I1)Rt,其中rA1=4.5 kΩ,I2=295 μA,I1=62.0 μA,解得Rt=1.197×103 Ω,又Rt=1000+3.85t(Ω),当Rt=1197 Ω时,t= ℃≈51 ℃。答案:(1)3.85 (2)乙 R1 (3)62.0 51图(c)实验11 导体电阻率的测量点击进入WORD文档按ESC键退出全屏播放限时规范训练(53) 导体电阻率的测量(建议用时:40分钟 满分:50分)1.(10分)(2025·北京市朝阳区一模)用如图甲所示的电路图测量金属丝Rx的电阻率。图甲 图乙(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图中的________(选填“M”或“N”)端;(2)(多选)按照图甲连接实物,连接结果如图乙所示。下列说法正确的是________。A.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源B.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数C.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源D.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数解析:(1)闭合开关S前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应处在图中的M端。(2)根据电路图可知,滑动变阻器要接成分压电路,则导线b接线错误,导线b的右端应该接滑动变阻器的左下端接线柱,若闭合开关调节滑动变阻器时,电压表和电流表被短路,所以两个电表始终没有示数;又因为电路中相当于只有滑动变阻器与电源相连,在滑动变阻器阻值过小时,可能会造成电源短路,从而烧毁电源,故选CD。答案:(1)M (2)CD2.(10分)(2025·四川凉山一模)某同学想用伏安法检测家里装修用铜线的电阻率,除电源(电动势3.0 V,内阻不计)、电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干外,还有两种规格的电流表供选择:A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.15 Ω)B.电流表(量程0~3.0 A,内阻约0.02 Ω)图甲图乙(1)为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用______(选填实验器材前对应的字母);(2)该同学用螺旋测微器测铜线直径读数如图甲所示,铜线直径为______mm;(3)该同学测量1000 m该铜线两端的电压U和通过铜线的电流I,得到多组数据并在坐标图上标出,如图乙所示,请在坐标图上作出该铜线的U-I图线,根据图线得出该铜线电阻率约为________Ω·m(结果保留3位有效数字);(4)本实验操作正确,测量的电阻率比实际________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析:(1)根据题中所给数据,若不考虑待测的铜线电阻,电路中最小电流为I==0.15 A,考虑到滑动变阻器电阻可调、铜线也存在电阻以及为了测量准确,则电流表选择0~0.6 A即可,故电流表选A。(2)根据螺旋测微器的读数规则可知,铜线的直径为d=2.0 mm+9.5×0.01 mm=2.095 mm。(3)将多个数据连线,得出该铜线的U-I图线如图所示。为了减小误差,根据图线得出该铜线电阻为R= Ω=5.80 Ω,根据电阻定律R=ρ,解得ρ=2.00×10-8 Ω·m。(4)利用比值法,根据上述所求铜线电阻R<,铜线电阻为小电阻。本实验操作正确,则为了减小实验误差,实验应采用的是电流表外接法,则误差来源是电压表分流,使电流表示数偏大,则电阻测量值偏小,则电阻率测量值比实际值偏小。答案:(1)A (2)2.095 (3)见解析图 2.00×10-8 (4) 偏小3.(10分)某校研究性学习小组为了测量金属丝的电阻率,准备了下列器材:粗细均匀待测金属丝,电流表A(量程为0.6 A,内阻未知),电源(电动势E=3.0 V,内阻未知),保护电阻(R0=4.0 Ω),铁夹、导线若干,螺旋测微器、游标卡尺、开关各一个,请回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该待测金属丝的长度如图甲所示,其示数L=________cm;用螺旋测微器测得该待测金属丝的直径如图乙所示,其示数d=________mm。图甲 图乙(2)在虚框中完成电路图。(3)该小组设计记录的实验数据是:流过金属丝的电流I和接入电路的金属丝导线的长度X,根据实验记录的数据,该小组作出了 -X图像进行实验数据处理,发现图像为一次函数图像,其斜率为k,纵轴截距为b。则该金属丝的电阻率为ρ=________(结果用物理量字母表示)。(4)电流表的内阻对本实验结果________(选填“有”或“没有”)影响。解析:(1)由题图甲可知,该游标卡尺为20分度,精确度为0.05 mm,则示数L=50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm=5.015 cm;由题图乙可知,螺旋测微器的示数d=3 mm+20.3×0.01 mm=3.203 mm。(2)根据实验原理可知,电路图如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律,有E=I(r+R0+RA+R),其中r为电源内阻,RA为电流表内阻,根据电阻定律可得接入金属丝的电阻R=,而金属丝的横截面积S=,联立得,由题意得k=,解得ρ=。(4)由(3)分析可知,电流表的内阻对本实验结果没有影响。答案:(1)5.015 3.203 (2)图见解析 (3) (4)没有4.(10分)(2026·山东名校考试联盟高三摸底)有一长度为L、电阻率为ρ的圆柱形金属管(阻值约十几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:电流表A(量程为0.6 A,内阻约为3 Ω);电压表V(量程为3.0 V,内阻约为3 kΩ);滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω);电源E(电动势为3 V,内阻可忽略);待测金属管Rx、开关S、导线若干。甲 乙 丙部分实验步骤如下:(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径d,如图乙所示其读数为________mm;(2)按图丙连接电路,电压表右端应连接___________点(选填“M”或“N”),利用此电路测得的电阻值________(选填“大于”或“小于”)真实值;(3)闭合开关S,测出电压表示数U、电流表示数I,则金属管的中空截面积S=________(用U、I、L、ρ、d表示)。解析:(1)根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为10 mm+0.01×40.0 mm=10.400 mm。(2)由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值与电流表的内阻,可知,电流表的分压影响较大,实验中应排除电流表分压影响,可知测量电路采用电流表外接法,即更合理的是电压表右端应连接M点;由于测量电路采用电流表的外接法,则实验误差在电压表的分流,由于电压表分流影响,导致电流的测量值偏大,则利用此电路测得的电阻值小于真实值。(3)根据欧姆定律有R=,根据电阻定律有R=ρ,解得S=πd2-。答案:(1)10.400 (2)M 小于 (3)πd2-5.(10分)(2025·云南卷,12)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt1000 型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。查阅技术手册可知,Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1~0.3 mA之间,在0~100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。图(a)完成下列填空:(1)由图(a)可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加________Ω;(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是________(选填“甲”或“乙”),保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”);甲 乙图(b)(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为295 μA,A1示数如图(c)所示,该示数为________μA,则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。图(c)解析:(1)由图(a)可知,0 ℃时R0=1.000×103 Ω,100 ℃时R100=1.385×103 Ω,故温度每升高1 ℃,铂电阻的阻值增加量为ΔR=×1 ℃=3.85 Ω。(2)由于电流表A2内阻未知,而电流表A1内阻已知,电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压,由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是图(b)中乙电路;铂电阻工作电流范围为0.1~0.3 mA,电源电动势5 V,故电路中的总电阻范围应为~50 kΩ,故保护电阻选R1。(3)图(c)中A1量程100 μA,分度值1 μA,要往下估读一位,故图(c)的示数为62.0 μA;图(b)乙电路中,A1与Rt并联后再与A2串联,根据串并联电路特点有I1rA1=(I2-I1)Rt,其中rA1=4.5 kΩ,I2=295 μA,I1=62.0 μA,解得Rt=1.197×103 Ω,又Rt=1000+3.85t(Ω),当Rt=1197 Ω时,t= ℃≈51 ℃。答案:(1)3.85 (2)乙 R1 (3)62.0 51实验11 导体电阻率的测量原理装置图 实验操作 注意事项1.测量电阻的电路图 2.由R=ρ,得ρ=,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。 1.测直径d: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l: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=。 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。 3.图像法描点时,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,个别偏离直线较远的点可以不予考虑。数据 处理 1.计算Rx的两种方法 (1)公式法:用Rx=分别算出各次的数值,再取平均值。 (2)图像法:作U-I图像,利用斜率求出Rx,如图所示。 2.计算电阻率:将记录的数据l、d及Rx的值,代入电阻率计算公式,得ρ=。误差 分析 1.金属丝直径、长度的测量、读数等带来误差。 2.测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接,所以R测考点一 教材原型实验 (2025·四川卷,12)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:待测合金丝样品(长度约1 m),螺旋测微器,学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知),米尺(量程0~100 cm),滑动变阻器(最大阻值20 Ω),电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω),电流表(量程0~30 mA,内阻较小),开关S1、S2,导线若干。(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为________mm;(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱________(选填“a”或“b”)相连,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于________端(选填“左”或“右”);图1(3)断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处;断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为________Ω·m(取π=3.14,结果保留2位有效数字);图2(4)(多选)为减小实验误差,可采用的做法有________。A.换用内阻更小的电源B.换用内阻更小的电流表C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值解析:(1)样品横截面直径的平均值 mm=0.500 mm。(2)滑动变阻器采用限流式接法,则接线柱需要“一上一下”接入,故电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器在电路中接入的阻值应最大,因滑动变阻器下端右侧的接线柱接入电路,故闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于左端。(3)由题意可知,电路中接入合金丝和接入电阻箱时总电流相同,且滑动变阻器接入电路的电阻不变,则合金丝接入电路部分的电阻等于电阻箱接入电路的电阻,由题图2可知电阻箱接入电路的阻值R=3×1 Ω+2×0.1 Ω=3.2 Ω,由题可知合金丝接入电路的长度L=70.00 cm-20.00 cm=0.5 m,合金丝的横截面积S=π×,由电阻定律R=ρ推导可得ρ=R,联立并代入数据解得合金丝的电阻率ρ=1.3×10-6 Ω·m。(4)结合(3)问分析可知,实验中利用等效替代法测量合金丝接入电路的阻值,电源和电流表的内阻对测量结果没有影响,故换用内阻更小的电源和电流表不能起到减小实验误差的作用,A、B错误;阻值范围为0~99.99 Ω和0~999.9 Ω的电阻箱读数的精确度分别为小数点后2位和小数点后1位,则换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱测得的电阻值更精准,可以减小实验误差,C正确;多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,可以减小实验的偶然误差,D正确。答案:(1)0.500 (2)a 左 (3)1.3×10-6 (4)CD (2024·山东卷,14)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。图甲图乙回答以下问题:(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为________mm;(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(选填“1”或“2”)端;(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=________Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω;图丙(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm。使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率________(选填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。解析:(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2 mm+0.01×45.0 mm=2.450 mm。(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端。(3)根据题图丙结合欧姆定律可得RY=≈1.92 Ω。(4)根据电阻定律R=,S近似相等,则ρ∝>1,故ρX>ρY。答案:(1)2.450 (2)1 (3)1.92 (4)大于考点二 拓展创新实验 (2024·湖南卷,11)某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律,搭建了如图(a)所示的装置。电阻测量原理如图(b)所示,E是电源,V为电压表,A为电流表。图(a) 图(b)图(c) 图(d)(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压,电流表示数为100 mA,电压表量程为3 V,表盘如图(c)所示,示数为________ V,此时金属丝阻值的测量值R为______ Ω(保留3位有效数字);(2)打开抽气泵,降低玻璃管内气压p,保持电流I不变,读出电压表示数U,计算出对应的金属丝阻值;(3)根据测量数据绘制R-p关系图线,如图(d)所示;(4)如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压,保持电流为100 mA,电压表指针应该在图(c)指针位置的________侧(选填“左”或“右”);(5)若电压表是非理想电压表,则金属丝电阻的测量值________ 真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。解析:(1)由电压表读数规则可知题图(c)的示数为(1+0.10×2.4) V=1.24 V;根据题图(b)由欧姆定律可知R= Ω=12.4 Ω。(4)玻璃管内气压降低到0.5个标准大气压,由题图(d)可知金属丝的阻值增大,又保持电流为100 mA,所以电压表示数增大,即电压表指针应该在题图(c)指针位置的右侧。(5)若电压表是非理想电压表,则流过金属丝的电流的测量值偏大,由欧姆定律可知金属丝的电阻的测量值小于真实值。答案:(1)1.24(1.23~1.25均可) 12.4(12.3~12.5均可) (4)右 (5)小于 (2024·江西卷,12)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下。为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽d=0.07 m和高h=0.03 m。图(a)(2)现有实验器材:电流表(量程300 μA,内阻RA=2500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V,内阻未知)、直流电源(3 V)、滑动变阻器、开关和导线。请在图(a)中画线完成电路实物连接。(3)连接好电路,测量26 ℃的水在不同长度l时的电阻值Rx。将水温升到65 ℃,重复测量。绘出26 ℃和65 ℃水的Rx-l图线,分别如图(b)中甲、乙所示。图(b)(4)若Rx-l图线的斜率为k,则水的电阻率表达式为ρ=________(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度________(选填“高”或“低”)的水更容易导电。(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A,热水器出水温度最高为65 ℃,忽略其他电阻的影响(相当于热水器220 V的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为________m。(保留2位有效数字)解析:(2)由于电流表内阻准确已知,则电流表的分压可以求出,故电流表采用内接法,又电源电动势为3 V,则电压表应以量程3 V接入电路,电路连接如图所示。(4)根据电阻定律有Rx=ρ,又S=dh,联立得Rx=l,故Rx-l图像中图线的斜率k=,解得ρ=kdh,根据题图(b)可知,温度高的水的Rx-l图线(图乙)斜率较小,则温度高的水的电阻率较小,更容易导电。(5)图线乙的斜率k= Ω/m,65 ℃时,水的电阻率ρ=dhk=0.07×0.03× Ω·m=24 Ω·m,水管内水的阻值最小为R=,水管的内直径D=8.0×10-3 m,根据电阻定律,R=ρ,解得水管的长度至少为L=0.46 m。答案:(2)见解析图 (4)kdh 高 (5)0.46[创新角度分析] 本题的创新角度体现在实验目的和实验设计的创新(1)以探究水的电阻率取代金属丝电阻率的测量。(2)实验除测电阻率外,还涉及电热水器防触电装置,体现了实验知识的综合应用。限时规范训练(53) 导体电阻率的测量(建议用时:40分钟 满分:50分)1.(10分)(2025·北京市朝阳区一模)用如图甲所示的电路图测量金属丝Rx的电阻率。图甲 图乙(1)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片P应处在图中的________(选填“M”或“N”)端;(2)(多选)按照图甲连接实物,连接结果如图乙所示。下列说法正确的是________。A.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源B.导线a接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数C.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源D.导线b接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数解析:(1)闭合开关S前,为保护电路,滑动变阻器的滑片P应处在图中的M端。(2)根据电路图可知,滑动变阻器要接成分压电路,则导线b接线错误,导线b的右端应该接滑动变阻器的左下端接线柱,若闭合开关调节滑动变阻器时,电压表和电流表被短路,所以两个电表始终没有示数;又因为电路中相当于只有滑动变阻器与电源相连,在滑动变阻器阻值过小时,可能会造成电源短路,从而烧毁电源,故选CD。答案:(1)M (2)CD2.(10分)(2025·四川凉山一模)某同学想用伏安法检测家里装修用铜线的电阻率,除电源(电动势3.0 V,内阻不计)、电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω,额定电流2 A)、开关、导线若干外,还有两种规格的电流表供选择:A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.15 Ω)B.电流表(量程0~3.0 A,内阻约0.02 Ω)图甲图乙(1)为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用______(选填实验器材前对应的字母);(2)该同学用螺旋测微器测铜线直径读数如图甲所示,铜线直径为______mm;(3)该同学测量1000 m该铜线两端的电压U和通过铜线的电流I,得到多组数据并在坐标图上标出,如图乙所示,请在坐标图上作出该铜线的U-I图线,根据图线得出该铜线电阻率约为________Ω·m(结果保留3位有效数字);(4)本实验操作正确,测量的电阻率比实际________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析:(1)根据题中所给数据,若不考虑待测的铜线电阻,电路中最小电流为I==0.15 A,考虑到滑动变阻器电阻可调、铜线也存在电阻以及为了测量准确,则电流表选择0~0.6 A即可,故电流表选A。(2)根据螺旋测微器的读数规则可知,铜线的直径为d=2.0 mm+9.5×0.01 mm=2.095 mm。(3)将多个数据连线,得出该铜线的U-I图线如图所示。为了减小误差,根据图线得出该铜线电阻为R= Ω=5.80 Ω,根据电阻定律R=ρ,解得ρ=2.00×10-8 Ω·m。(4)利用比值法,根据上述所求铜线电阻R<,铜线电阻为小电阻。本实验操作正确,则为了减小实验误差,实验应采用的是电流表外接法,则误差来源是电压表分流,使电流表示数偏大,则电阻测量值偏小,则电阻率测量值比实际值偏小。答案:(1)A (2)2.095 (3)见解析图 2.00×10-8 (4) 偏小3.(10分)某校研究性学习小组为了测量金属丝的电阻率,准备了下列器材:粗细均匀待测金属丝,电流表A(量程为0.6 A,内阻未知),电源(电动势E=3.0 V,内阻未知),保护电阻(R0=4.0 Ω),铁夹、导线若干,螺旋测微器、游标卡尺、开关各一个,请回答下列问题:(1)用游标卡尺测得该待测金属丝的长度如图甲所示,其示数L=________cm;用螺旋测微器测得该待测金属丝的直径如图乙所示,其示数d=________mm。图甲 图乙(2)在虚框中完成电路图。(3)该小组设计记录的实验数据是:流过金属丝的电流I和接入电路的金属丝导线的长度X,根据实验记录的数据,该小组作出了 -X图像进行实验数据处理,发现图像为一次函数图像,其斜率为k,纵轴截距为b。则该金属丝的电阻率为ρ=________(结果用物理量字母表示)。(4)电流表的内阻对本实验结果________(选填“有”或“没有”)影响。解析:(1)由题图甲可知,该游标卡尺为20分度,精确度为0.05 mm,则示数L=50 mm+3×0.05 mm=50.15 mm=5.015 cm;由题图乙可知,螺旋测微器的示数d=3 mm+20.3×0.01 mm=3.203 mm。(2)根据实验原理可知,电路图如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律,有E=I(r+R0+RA+R),其中r为电源内阻,RA为电流表内阻,根据电阻定律可得接入金属丝的电阻R=,而金属丝的横截面积S=,联立得,由题意得k=,解得ρ=。(4)由(3)分析可知,电流表的内阻对本实验结果没有影响。答案:(1)5.015 3.203 (2)图见解析 (3) (4)没有4.(10分)(2026·山东名校考试联盟高三摸底)有一长度为L、电阻率为ρ的圆柱形金属管(阻值约十几欧姆),管内部中空,其横截面如图甲所示。现需要测量中空部分的横截面积S,某实验小组设计了如下实验。所用实验器材为:电流表A(量程为0.6 A,内阻约为3 Ω);电压表V(量程为3.0 V,内阻约为3 kΩ);滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω);电源E(电动势为3 V,内阻可忽略);待测金属管Rx、开关S、导线若干。甲 乙 丙部分实验步骤如下:(1)先用螺旋测微器测量金属管的直径d,如图乙所示其读数为________mm;(2)按图丙连接电路,电压表右端应连接___________点(选填“M”或“N”),利用此电路测得的电阻值________(选填“大于”或“小于”)真实值;(3)闭合开关S,测出电压表示数U、电流表示数I,则金属管的中空截面积S=________(用U、I、L、ρ、d表示)。解析:(1)根据螺旋测微器的读数规律可知,该读数为10 mm+0.01×40.0 mm=10.400 mm。(2)由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值与电流表的内阻,可知,电流表的分压影响较大,实验中应排除电流表分压影响,可知测量电路采用电流表外接法,即更合理的是电压表右端应连接M点;由于测量电路采用电流表的外接法,则实验误差在电压表的分流,由于电压表分流影响,导致电流的测量值偏大,则利用此电路测得的电阻值小于真实值。(3)根据欧姆定律有R=,根据电阻定律有R=ρ,解得S=πd2-。答案:(1)10.400 (2)M 小于 (3)πd2-5.(10分)(2025·云南卷,12)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:Pt1000 型号铂电阻、电源E(电动势5 V,内阻不计)、电流表A1(量程100 μA,内阻4.5 kΩ)、电流表A2(量程500 μA,内阻约1 kΩ)、定值电阻R1(阻值15 kΩ)、定值电阻R2(阻值1.5 kΩ)、开关S和导线若干。查阅技术手册可知,Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1~0.3 mA之间,在0~100 ℃范围内,铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系,如图(a)所示。图(a)完成下列填空:(1)由图(a)可知,在0~100 ℃范围内,温度每升高1 ℃,该铂电阻的阻值增加________Ω;(2)兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是________(选填“甲”或“乙”),保护电阻R应选________(选填“R1”或“R2”);甲 乙图(b)(3)用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得A2示数为295 μA,A1示数如图(c)所示,该示数为________μA,则所测温度为________℃(计算结果保留2位有效数字)。图(c)解析:(1)由图(a)可知,0 ℃时R0=1.000×103 Ω,100 ℃时R100=1.385×103 Ω,故温度每升高1 ℃,铂电阻的阻值增加量为ΔR=×1 ℃=3.85 Ω。(2)由于电流表A2内阻未知,而电流表A1内阻已知,电流表A1可以当作电压表准确测量铂电阻两端的电压,由电流表A2的示数减去电流表A1的示数即可准确测量通过铂电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是图(b)中乙电路;铂电阻工作电流范围为0.1~0.3 mA,电源电动势5 V,故电路中的总电阻范围应为~50 kΩ,故保护电阻选R1。(3)图(c)中A1量程100 μA,分度值1 μA,要往下估读一位,故图(c)的示数为62.0 μA;图(b)乙电路中,A1与Rt并联后再与A2串联,根据串并联电路特点有I1rA1=(I2-I1)Rt,其中rA1=4.5 kΩ,I2=295 μA,I1=62.0 μA,解得Rt=1.197×103 Ω,又Rt=1000+3.85t(Ω),当Rt=1197 Ω时,t= ℃≈51 ℃。答案:(1)3.85 (2)乙 R1 (3)62.0 51 展开更多...... 收起↑ 资源列表 实验11 导体电阻率的测量 复习练.docx 实验11 导体电阻率的测量.docx 实验11 导体电阻率的测量.pptx