高考物理复习专练：测量金属丝的电阻率（附解析）

裔考物理

测量金属丝的电阻率

1.（10分）（2024湖南怀亿模拟）某同学欲测量一阻值大约为10Q、粗细均匀的金

属线的电阻率。实验室除游标卡尺,螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材*可

供选择：

A.电源（电动势上=60V,内阻约1Q）

B.电压表V（量程为。〜6V,内阻约8kQ）

C.电流表A1（量程0〜0.6A,内阻约0.2。）

D.电流表A2（量程0~3A,内阻约0.05Q）

E.滑动变阻器品（最大阻值5Q,额定电流2A）

（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，读数为£=mm;用螺旋测

微器测得该材料的直径如图乙所示，读数为。=mm。

（2）测量金属线的电阻时，为了便于调节及测量尽可能准确，实验中电流表应选—

（填所选仪器前的字母符号）;选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补

充完整，把器材符号标在电路图上。

（3）设测得金属线的电阻为凡金属线的长度为L,金属线的直径为。，可得金属线的

电阻率为/尸（用R、L、。二个物理量表示）0

2.（10分）（2024贵州黔西模拟）在“测定金属的电阻率”的实验中，需测量待测金属

丝的电阻&（约为5。）的阻值，实验室备有下列实验器材：

A.电流表A1（量程0〜3A,内阻约为0.2Q）

B.电流表A2（量程0〜0.6A,内阻约为1Q）

C.电压表V1（量程0-3V,内阻约为15kQ）

D.电压表Vz（量程。〜15V,内阻约为75kO）

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E.滑动变阻器2（0〜1000Q,0JA）

F.滑动变阻器&（。〜25QQ.6A）

G.电池组E（电动势为3V）

H.开关S,导线若干

（1）为减小实验误差,应选用的实验器材有（选填器材前面的序号）。

（2）为减小实验误差，应选用图（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图,

并按所选择的电路原理图把图丙中的实物图用线连接起来。

丙

（3）正确选择电路后,尺的测量值始终小于真实值，其原因是。

3.（10分）（2024江西宜春模拟）某同学根通过实险测定一捆约为几百米长合金导线

（电阻约为10。）的实际长度。

甲乙

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（1）该同学先利用螺旋测微器测量其直径如图甲所示，由图知合金导线的直径为

mmo

（2）为测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：

A.电流表A|（量程0-300mA）

B.电流表A2（量程0〜0.6A）

C.电压表V（量程0〜3.0V）

D.滑动变阻器修（最大限值为15。）

E.滑动变阻器4（最大阻值为100。）

F.电源E（电动势4V,内阻可忽略）

G.开关、导线若干

该同学设计了如图所示的电路图，则电流表应选择，滑动变阻器应选

择。（只需填器材前面的字母即可）

⑶实验过程中，为了尽可能减小误差，该同学把电压表的可动接线端分别试接力、

8两点，观察到电压表的示数变化明显，电流表的示数变化不大，则电压表的可动接

线端应接在（选填"4或7T）点。

（4）利用伏安法测量流经合金导线的电流为/，合金导线两端间的电压为U,直径用

d表示，通过查阅资料知该合金导线常温下的电阻率为P，则用d、p、/、U表示的

长度L=o

4.（10分）（2023全国卷）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、刻度尺、电源小电压表（内阻非常大）、定值电阻

品（阻值10.0。）、滑动变阻器H、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线

若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：

（1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合So

(~^20

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乙

⑵将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记

为5,然后将K与2端相连，此时电压表读数记为5。由此得到流过待测金属丝

的电流/=，金属丝的电阻尸o（结果均用R（）、5、5表小）

⑶继续微调凡重复⑵的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：

LVmV0.570.710.851.141.43

C2/mV0.971.211.451.942.43

（4）利用上述数据，得到金属丝的电阻厂=14.2Qo

（5）用刻度尺测得金属丝长度7=50.00emo用螺旋测微器测量金属丝不同位置的

直径,某次测量的示数如图乙所示，该读数为d=mm。多次测量后,得到直

径的平均值恰与“相等。

（6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率〃=xlO-7Q-mo（保

留2位有效数字）

5.（10分）（2024贵州六盘水模拟）某探究小组要测量一金属丝的电阻率p。可利用

的器材:电压表（内阻很大）、待测金属丝（横截面积S=0.5mm2）、金属夹、刻度

尺、开关、电源（电动势为£内阻厂=1.0。）、导线若干。他们设计了如图甲所示

的实验电路原理图。

（1）实验步骤如下：

①将金属丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹置于金属丝的（选填9”

或“夕）端；

②闭合开关S,滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U,断开开关S,记录金属

夹与8端的距离£;

③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值作出图像如图乙。

（2）根据分析可得号=（用E、S、p、£和尸表示）。

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(3)由图乙求得电源电动势£=工待测金属丝的电阻率〃二

Q-m0(结果保留2位有效数字)

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参考答案

1.(1)60.200.732(2)C见解析图所示⑶珠卢

【解析】(1)题中所示游标卡尺分度值为0.05mm,读数为60mm+4x0.05

mm=60.20mm,螺旋测微器的分度值为0.01mm,读数为D=0.5mm+23.2x0.01

mm=0.732mmo

p

(2)待测电阻的最大电流Jax焉=0.6A,因此电流表选择小，即选C。

滑动变阻器阻值较小，月分压式接法，比较待测电阻与电压表内阻和电流表内阻,

可以得到R<\RARV,R是小电阻,电流表采用外接法,电路图如图所示。

(3)根据电阻定律得氏=玄=呼%，解得〃=吟/。

2.(1)BCFGH(2)甲见解析(3)见解析

F

【解析】(1)由于待测电阻％约为5Q,电池组电动势为3V,则有/maxW；=0.6

A,则电流表应选用B,电压表应选用C;为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动

变阻器应选用阻值较小的占,即选择F;则为减小实验误差，应选用的实验器材

有:BCFGH。

(2)由于待测电阻Rx约为5。，根据黎=空警>*=，可知，电流表应采用夕卜接

法，则为减小实脸误差，应选用图甲为该实脸的电路原理图;根据图甲电路图，实物

连线如图所示。

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(3)电流表采用外接法，由于电压表的分流使得电流表示数大于通过待测电阻的电

流，根据氏=：可知,凡的测量值小于真实值。

3.(1)0.450(2)AD(3)4(4)1翳

【解析】(1)螺旋测微器的精确值为0.01mm,由图甲可知合金导线的直径为

4=0mm+45.0xO.Olmm=0.450mm。

(2)电压表的量程为3.0V,待测电阻约为10。，则通过待测电阻的最大电流约为

人=吉A=0.3A,为了确保电流表的安全与精度，电流表选择300mA量程,即电流

表选择A;电路中滑动变阻器采用限流式接法，为了便于调节，使测量数据的连续

性强一些，滑动变阻器总阻值选择与待测电阻的阻值相差不太多的滑动变阻器，即

滑动变阻器选择最大限值为15Q的即选择D。

(3)把电压表的可动接线端分别试接力、B两点,由于电压表的示数变化明显，电流

表的示数变化不大，表明电流表的分压影响大，为了减小系统误差，测量电路采用

也流表外接法，即电压表的可动接线端应接在4点。

(4)根据欧姆定律有A号根据电阻定律可得其中S=7r(|)，联立解得L=

nUd2

4pl°

4。)"：u'luF。(5)0.150(6)5.0

【解析】(2)K与1端相连，此时电压表测量的是金属丝两端的电压U1,K与2端

相连，电压表测量的是金属丝和定值电阻二者的电压之和S；因为电压表内阻非

常大，可视为理想电压表，所以K与1端相连和K与2端相连不改变电路中电流,

出巾7力-UiUiU1

因此六FT，尸T=口7%。

(6)根据电阻定律得■/_苧;142XTT(015”0士Q111^5.0x10-7Qmo

5150x10-2

丫S11

5.(1)4(2)西+三(3)3.32.5X10-6

【解析】(1)为了保护电源，闭合开关S前，应将金属夹置于金属丝的7”端。