2026版高三物理一轮复习第十章 第4讲　实验十一：测量金属丝的电阻率讲义课件+课时练

简洁实用高效第十章电路及其应用第4讲实验十一：测量金属丝的电阻率物理内容索引必备知识梳理关键能力提升第一部分第二部分考点一教材原型实验考点二拓展创新实验0102课时作业第三部分必备知识梳理第分部一自主学习·基础回扣关键能力提升第分部二互动探究·考点精讲考点一教材原型实验【典例1】在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为_________________________mm。（该值接近多次测量的平均值）0.396（0.395～0.398均可）

【解析】根据螺旋测微器读数规则可得，其读数为0mm＋39.6×0.01mm＝0.396mm。(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx，实验所用器材：电池组（电动势为3V，内阻约为1Ω）、电流表（内阻约为0.1Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流为2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的__（选填“乙”或“丙”）图。【解析】通过给定的数据发现电压接近从零开始且调节范围较大，故滑动变阻器必须采用分压式接法，故采用的是题图乙。乙(3)图丁是测量Rx的实物图，图丁中已连接了部分导线。请根据(2)中所选的电路图，补充完整图中实物间的连线。【答案】见解析图(a)【解析】根据电路图连接实物图如图(a)所示。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图戊所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx＝___________________Ω（结果保留两位有效数字）。【答案】见解析图(b)4.4（4.3～4.7均可）【解析】根据表中数据描点画线，图线应过原点，且使大多数点在一条直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，描点连线如图(b)所示。(5)根据以上数据可以算出金属丝电阻率约为__。A．1×10-2Ω·mB．1×10-3Ω·mC．1×10-6Ω·mD．1×10-8Ω·mC(6)（多选）任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准。下列关于误差的说法中正确的是____。A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差D．用U－I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差【解析】系统误差是由仪器的某些不完善或实验方法不够完善等原因产生的；偶然误差具有随机性，可以通过多次测量取平均值来减小，故C、D正确，A、B错误。CD1．（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0～16V）；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。对点演练回答以下问题：(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。解析：根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为d＝2mm＋0.01×45.0mm＝2.450mm。2.450(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。解析：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。1(3)正确连接电路，得到Y型号铅笔芯的I－U图像如图丙所示，求得电阻RY＝_______________________Ω（结果保留三位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω。1.92（1.91～1.93均可）(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____（选填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。大于考点二拓展创新实验1．实验目的的创新2．实验器材的创新(1)本实验中可以把电压表、电流表更换为电压传感器、电流传感器。(2)实验中需要电压表或电流表而题目给出的量程不合适或没有给出时，可考虑用改装后的电压表或电流表。【典例2】

（2024·湖南卷）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。(1)保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，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（结果保留三位有效数字）。1.2512.5

(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100mA，电压表指针应该在图(c)指针位置的__（选填“左”或“右”）侧。【解析】根据题图(d)可知气压减小电阻增大，再根据U＝IR，可知金属丝两端电压增大，电压表的指针位置应该在题图(c)中指针位置的右侧。(5)若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。右小于2．（2023·广东卷）某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材：电源E（电动势恒定，内阻可忽略），毫安表

（量程0～15mA，内阻可忽略），电阻R1（阻值500Ω）、R2（阻值500Ω）、R3（阻值600Ω）和R4（阻值200Ω），开关S1和S2，装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池，导线若干。请完成下列实验操作和计算。对点演练(1)电路连接图甲为实验原理图，在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，只有R4一端的导线还未连接，该导线应接到R3的__（选填“左”或“右”）端接线柱。解析：根据题图甲的电路构造可知，R4一端的导线应接到R3的右端接线柱。右(2)盐水电导率和温度的测量①测量并记录样品池内壁的长、宽、高。在样品池中注满待测盐水。②闭合开关S1，____开关S2，毫安表的示数为10.0mA，记录此时毫安表的示数。计算得到流过样品池的电流I1为________mA。③____开关S2，毫安表的示数为15.0mA，记录此时毫安表的示数。计算得到流过样品池的电流I2为________mA。④断开开关S1，测量并记录盐水的温度。断开40.0闭合60.0

(3)根据上述数据，计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为______Ω，进而可求得该温度时待测盐水的电导率。1003．（2023·辽宁卷）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图1所示的电路图，实验步骤如下：a．测得样品截面的边长a＝0.20cm；b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L；d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I＝0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S；e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U－L图像如图2所示，得到直线的斜率k。回答下列问题：(1)L是丙到__（选填“甲”“乙”或“丁”）的距离。解析：由题图1知，电压表测量的是乙、丙之间的电压，由题图2知，电压表示数U与L成正比。因电路中电流不变，根据欧姆定律可知，U与乙、丙之间的电阻R成正比，则R与L成正比，根据电阻定律分析知，L是丙到乙的距离。乙(2)写出电阻率的表达式ρ＝__（用k、a、I表示）。(3)根据图像计算出该样品的电阻率ρ＝_____________________________________________________________Ω·m（结果保留两位有效数字）。6.5×10-5（6.4×10-5、6.5×10-5、6.6×10-5均正确）课时作业52第分部三1．（6分）（2024·江苏卷）某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，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A：量程0～100mA，内阻约为5ΩC．电压表V：量程0～3V，内阻为3kΩD．滑动变阻器：最大阻值为100Ω，允许通过的最大电流为0.5AE．开关、导线等(1)该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度L＝0.820m，用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为_____________________mm。解析：根据螺旋测微器的读数规则，该读数为d＝0.5mm＋28.7×0.01mm＝0.787mm。0.787(0.785～0.789)(2)用多用电表电阻“×1”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图中读出金属丝电阻约为__Ω。解析：根据多用电表电阻挡的读数规则，该读数为Rx＝9×1Ω＝9Ω。9(3)若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值R＝10.0Ω，则这种金属材料的电阻率为____________________Ω·m（结果保留两位有效数字）。5.9×10-6

2．（10分）两同学为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率，采用了如图甲所示的电路进行测量。实验步骤如下：a．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同位置测出电阻丝直径，求出平均值D；b．调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度x，闭合开关S，记录电压表示数U、电流表示数I；c．改变电阻丝上导电夹P的位置，重复步骤b，记录多组x、U、I的值。(1)若螺旋测微器某次测量结果如图乙所示，其示数为_________________________mm。解析：根据题图乙所示的螺旋测微器可知，其读数为1.5mm＋16.5×0.01mm＝1.665mm。1.665（1.664～1.666均可）偏大没有(4)用记录的数据绘制出U－I图像如图丁所示，由图像可知电源的内阻r＝________Ω（结果保留两位有效数字）。0.913．（12分）（2023·浙江1月选考）在“测量金属丝的电阻率”实验中：(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，图中的导线a端应与______（选填“－”“0.6”或“3”）接线柱连接，b端应与______（选填“－”“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图1中滑动变阻器滑片应置于__（选填“左”或“右”）端。0.60.6左解析：实验中用两节干电池供电，则题图1中的导线a端应与

“0.6”接线柱连接，电压表测电阻两端的电压，因金属丝的电阻远小于电压表内阻，电流表外接误差较小，故b端应与“0.6”接线柱连接。为了保护电表，开关闭合前，题图1中滑动变阻器滑片应置于左端。(2)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”）。解析：乙同学通过U－I图像求电阻，可减少实验的偶然误差，则乙同学求电阻的方法更合理。乙2.3(2.1～2.5)

0.26(0.24～0.28)4．（8分）（2022·广东卷）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器敏感元件，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：如图甲所示，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的导线接入如图乙所示的电路中。(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx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Rx＝______（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。变小(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__（选填“有”或“无”）影响。解析：在闭合S2之前，电流表的示数I1包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2－I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对导电绳电阻的测量没有影响。无(4)图丙是根据部分实验数据描绘的Rx－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Rx为1.33kΩ，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。解析：由题图丙可知，导电绳拉伸后的长度为51.80cm。51.805．（12分）国标规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源（电动势约为3V，内阻可忽略），电压表V1（量程为3V，内阻很大），电压表V2（量程为3V，内阻很大），定值电阻R1（阻值为4kΩ），定值电阻R2（阻值为2kΩ），电阻箱R（最大阻值为9999Ω），单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺。实验步骤如下：A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F．断开S，整理好器材。(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙所示，则d＝__________mm。解析：根据游标卡尺的读数规则，玻璃管内径d＝30mm＋0×0.05mm＝30.00mm。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx＝__（用R1、R2、R表示）。30.00

14(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将____（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。偏大6．（12分）智能手机中都配有气压传感器，传感器的电阻会随所处环境气压变化而变化。某实验小组在室温下用以下可供选择的器材探究气压传感器的电阻值Rx随气压变化的规律：A