2026届高考物理冲刺复习：实验十二+测量金属丝的电阻率

2026届高考物理冲刺复习实验十二测量金属丝的电阻率夯实必备知识1实验电路操作要领注意事项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.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。3.测金属丝直径一定要选三个不同部位进行测量，求其平均值数据处理误差分析(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，造成测量误差研透核心考点2考点二拓展创新实验考点一教材原型实验考点一教材原型实验例1(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=0.07m和高h=0.03m。(2)现有实验器材:电流表(量程300μA，内阻RA=2500Ω)、电压表(量程3V或15V，内阻未知)、直流电源(3V)、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。解析由于电流表内阻已知，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3

V量程接入电路，电路连接如图所示。答案见解析图(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。(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。

答案kdh高(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8.0×10-3m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3A，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220V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)。

答案0.461.(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0~16V);滑动变阻器(最大阻值10Ω，额定电流2A);电压表V(量程3V，内阻未知);电流表A(量程3A，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

(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1.70Ω。

(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm。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

(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。

答案(1)2.450

(2)1

(3)1.92

(4)大于

考点二拓展创新实验例2(2025·河南郑州模拟)电导是描述导体导电性能的物理量，电导数值上等于电阻的倒数，符号是G，单位是西门子(S)。为得到某段金属丝的电导G与哪些因素有关，在控制实验室温度不变的条件下，某组同学进行了实验。(1)实验器材有电源(电动势约为1.5V，内阻不可忽略)、滑动变阻器、完全相同的电流表A1和A2(量程0~0.6A，内阻RA=1.0Ω)、电阻箱R(最大阻值999.9Ω)、定值电阻R0(可供选择的阻值有1Ω和100Ω两种)。按照如图方式连接好电路。闭合开关S，调节滑动变阻器至合适阻值，调节电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数，分别记为I1、I2，记录此时电阻箱的阻值R;为了较好地完成该实验，应选阻值为

Ω的定值电阻R0;金属的电导表达式G=

(用R0、R、RA、I1、I2表示)。

(2)更换同种材料，不同规格的金属丝，分别测量电导，将实验数据汇总如下:导线直径d(mm)123222导线长度l(cm)500500500400250100电导G(S)0.251.002.251.252.005.00根据表中数据可得，电导G与

成正比，与

成反比(均用表格中的物理量符号表示)。

解析根据表中数据可得，电导G与d2成正比，与l成反比。答案d2

l(3)为了测量不同金属的导电性能，该组同学更换适当测量电路，对直径分别为1mm、长度为100cm的不同金属导线进行了进一步测量，测量不同金属丝电压U和电流I数据汇总如下:金属铜铝铁钨导线两端电压U(V)1.07×10-33.33×10-30.0170.015流过导线电流I(A)0.050.10.150.2根据表中数据可得，该段铝线电导G=

S(保留2位有效数字)，四种金属中，

金属的导电性能最差。

答案30铁2.(2025·江苏无锡模拟)导电玻璃是制造LCD的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，选取长为L、额定电压为“3V”左右的圆柱体导电玻璃器件实验。 (1)用螺旋测微器测量器件的直径，示数如图甲，其直径 d=

mm。

乙A.电流表A1(量程为0~60mA，内阻RA1=3Ω)B.电流表A2(量程为0~5mA，内阻RA2=8Ω)C.定值电阻R1=792ΩD.定值电阻R2=1997ΩE.滑动变阻器R(0~20Ω)F.电压表V(量程为3V，内阻RV=750Ω)G.蓄电池E(电动势为4V，内阻很小)H.开关S，导线若干(3)实验中根据两电表读数作出如图丙所示的图线(坐标均为国际单位)，已知图线的斜率为k，则所测导电玻璃器件的电阻Rx=

(用题中已知、所测物理量符号表示)，据此再算出电阻率ρ。

丙

解析(1)螺旋测微器的精确度为0.01

mm，由题图甲可知直径为d=1.5

mm+48.0×0.01

mm=1.980

mm。

乙

丙提升素养能力31.(2025·江苏连云港一模)精密仪器中常用到金属膜电阻，它是通过金属电镀工艺将金属层溅射到绝缘陶瓷基底的表面形成的。如图甲所示，某金属膜电阻长度为L，金属膜厚度为h。实验室提供的器材有:干电池2节、电压表V(量程0~3V，内阻约3kΩ)、电流表(0~5mA，内阻约为50Ω)、滑动变阻器(最大阻值10Ω)、开关S、导线若干。某同学用图乙所示电路测量该金属膜电阻的电阻率，请回答以下问题:(1)闭合S前，应将滑动变阻器的滑片置于

端(选填“a”或“b”)。

(2)用螺旋测微器测量镀膜后的陶瓷管直径D，示数如图丙所示，则D=

mm。

(3)闭合开关后，移动滑片，测出多组电表示数的U、I值，并画出U-I图像如图丁所示，可得金属膜电阻的阻值R=

Ω。

(4)用字母D、L、R、h表示金属膜电阻的电阻率ρ=

。

(5)金属膜电阻的电阻率测量值偏大，试写出产生误差的主要原因

。

解析(1)分压式接法滑片置于用电器电压最小的位置，目的是保护用电器。即闭合S前，应将滑动变阻器的滑片置于a端。(2)陶瓷管直径为D=3.5

mm+20.0×0.01

mm=3.700

mm。(3)如图所示，

2.(2024·江苏卷，12)某同学在实验室测定金属块的电阻率，电路如图甲所示，除被测金属块(图乙)外，还有如下实验器材可供选择:A.直流电源:电动势约为3V，内阻可忽略不计;B.电流表A1:量程0~100mA，内阻约1Ω;C.电流表A2:量程0~10mA，内阻约4Ω;D.电压表V:量程0~3V，内阻约3kΩ;E.滑动变阻器R1:0~10Ω;F.滑动变阻器R2:0~50Ω;G.开关、导线等(1)用多用电表欧姆挡粗测金属块电阻，测得A、B端电阻RAB=4Ω，测C、D端电阻时的示数如图丙所示，则RCD=

Ω。

(2)测C、D间电阻时滑动变阻器应选

(填器材前字母序号)。

(3)实物连线如图丁所示，其中4个区域，连错的部分是

。

(4)连通电路时，滑动变阻器滑片应置于最

端(选填“左”或“右”)。

(5)实验中测量A、B间电阻时选用电流表A1，测量C、D间电阻时选用电流表A2，经过一系列测量后得到金属块的电阻率ρAB和ρCD。ρABρCD1.021.06小明认为由A、B间测得的电阻计算电阻率更准确，因为测A、B间电阻时所用电流表A1的内阻小，你认为小明的说法是否正确，说明你的理由

。

答案(1)330

(2)F

(3)②

(4)右(5)见解析解析(1)根据题图丙可知，多用电表欧姆挡选用“×100”倍率，则有RCD=3.3×100

Ω=330

Ω。(2)根据题图甲可知该实验中的滑动变阻器采用限流式接法，所以测CD间电阻时应选用与RCD更接近的R2，即选F。(3)由题图甲可知电压表测电流表与金属块两端电压，对比题图丁可知，实物连线连错的部分是②。

3.(2025·江苏南京模拟)某同学为研究某种金属导线的电阻率，用如图甲所示电路进行实验，金属导线的长度可以通过导线上的滑片调节，滑片有一定的电阻，但阻值未知。甲(1)请以笔代线，将未连接的导线在图乙中补齐。乙

丙(3)用螺旋测微器测量金属导线的直径如图丁所示，则该导线的直径为

mm。

丁(4)多次调节滑片改变金属导线的长度l，并测量出不同长度时的电阻值Rx，作Rx-l图，如图戊所示。根据图像可求出该金属导线的电阻率为

Ω·m(计算结果保留2位有效数字)。

戊解析(1)根据电路图连接实物图，如图。答案

(1)见解析图(2)m

(3)1.007(1.006~1.009均可)

(4)6.4×10-6(6.1×10-6~6.4×10-6均可)

丙

丁戊4.(2025·江苏苏州高三期中)某同学测量某金属丝的电阻率，实验过程如下: (1)装置安装和电路连接

如图甲所示，金属丝的一端固定，另一端作为活动端来改变金属丝接入电路的长度，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。(2)金属丝电阻率的测量①用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导线的长度。用螺旋测微器测量此金属丝的直径，示数如图丙所示，其直径为

mm。

②将滑动变阻器R的滑片滑到最

端(选填“