2023年高考物理总复习试题讲解：第九章实验九 导体电阻率的测量（含答案）

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1、实验九导体电阻率的测量目标要求1.熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项.2.掌握测电阻率的电路图及误差分析实验技能储备1实验原理(如图所示)由R得，因此，只要测出金属丝的长度l、直径d和金属丝的电阻R，即可求出金属丝的电阻率.2实验器材被测金属丝，直流电源(4 V)，电流表(00.6 A)，电压表(03 V)，滑动变阻器(050 )，开关，导线若干，螺旋测微器，毫米刻度尺3实验过程(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径，求出其平均值d.(2)连接好用伏安法测电阻的实验电路(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，反复测量三次，求出其平均值l.(4)把滑

2、动变阻器的滑片调到最左(填“左”或“右”)端(5)闭合开关，改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值，填入记录表格内(6)将测得的R、l、d值，代入公式中，计算出金属丝的电阻率4求R的平均值时可用两种方法(1)用R分别算出各次的数值，再取平均值(2)用UI图线的斜率求出5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，亦即电压表两端点间的被测金属丝长度，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

3、(4)在用伏安法测电阻时，通过被测金属丝的电流不宜过大(电流表用00.6 A量程)，通电时间不宜过长，以免金属丝的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大(5)若采用图像法求电阻阻值的平均值，在描点时，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，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别明显偏离较远的点应舍去6误差分析(1)金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差(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R真，由R，知测则采用电流表外接法，在测量电阻时，为了减小误差需要多次测电阻求平均值，所以需要多组数据，且范围越大误差越小，故采用滑动变

4、阻器分压式接法，故A电路图最合适(5)由于电压表的分流作用，导致电流的测量值比流过电阻的实际值大，由欧姆定律R可知电阻的测量值小于真实值2(2022浙江温州市月考)小亮同学设计了如图甲所示的电路来测量某种电阻丝的电阻率(1)闭合开关S1、S2，调节电阻箱，当电压表读数为2.00 V时，电流表示数如图乙所示I_ A，电阻丝的电阻的测量值为_ (保留三位有效数字)，此测量值_真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)(2)断开S2，通过改变接线夹接触电阻丝的位置来调节接入电路中电阻丝的长度，并通过改变电阻箱的阻值，使电流表示数保持不变记录接入电路中电阻丝的长度L和对应电阻箱的阻值R，作出“RL”图线

5、，如图丙所示电阻丝的电阻率记为、直径记为d，图线斜率的绝对值为k，则电阻率的表达式_.(3)小亮同学测出金属丝的直径d0.35 mm，由此可求得金属丝的电阻率为_ m(计算结果保留两位有效数字)答案(1)0.316.45大于(2)(3)9.6107解析(1)由题图甲可知，电流表的量程为00.6 A，故读数为0.31 A；电阻丝的测量值R0 6.45 由题图甲所示电路图可知电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，所以电压的测量值大于真实值，则电阻丝电阻的测量值大于真实值；(2)由电阻定律可知：Rx闭合S1断开S2，由闭合电路欧姆定律得EI(rRARRx)整理得：RrRARL图线斜率的绝对值k，解

6、得电阻率kd2.(3)由题图丙知，RL图像的斜率的绝对值k| /m10 /m电阻率kd2，代入数据解得9.6107 m.3小张同学想测量构成滑动变阻器的金属丝的电阻率于是他找到了一个坏了的滑动变阻器，拆下一段长约1 m、阻值约为100 的金属丝，进行如下测量(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，则金属丝的直径d_ mm.(2)为了准确测量这段金属丝的电阻，小明找到如下器材：电流表(量程050 mA)电阻箱(099.99 )一节干电池(电动势约1.5 V)开关一个、线夹一个、导线若干请你利用上述器材，帮他设计一个可以完成电阻测量的电路图，画在图乙的方框中完善小张同学的实验步骤(步骤中出

7、现的物理量均需给出相应的符号)a去掉金属丝的绝缘漆，接在线夹上，如图丙所示；b按电路图连接实物；c调节电阻箱和线夹位置使电流表有一个较大的示数，除记录该电流表示数外还需记录_和_；d改变线夹的位置，调节电阻箱使电流表的示数不变，记录_和_；e用米尺测量出_；f写出电阻率的表达式：_(用实验过程中出现的物理量符号表示)；g重复上述步骤进行多次测量取平均值答案(1)0.531(2)见解析图c.线夹的位置M电阻箱的示数R1d线夹的位置N电阻箱的示数R2e两次线夹位置M、N间的距离Lf解析(1)由题图甲可知d0.5 mm3.10.01 mm0.531 mm(2)本实验由于缺少电压表，所以不能采用传统的

8、伏安法测量电阻率可通过控制电路中电流一定，即总电阻一定，通过改变电阻箱和金属丝接入回路的阻值，找到金属丝的阻值与长度的关系，进而求出电阻率，因此电阻箱、金属丝和电流表应串联，如图所示根据上面对实验原理的介绍可知，在步骤c中，除了记录电流表的示数外还需记下此时线夹的位置M和电阻箱的示数R1.在步骤d中，改变线夹的位置后，调节电阻箱使电流表的示数不变，记录此时线夹的位置N和电阻箱的示数R2.为了求出金属丝的阻值与长度的关系，需要用米尺测量出两次线夹位置M、N间的距离L.设步骤c中金属丝接入电路的阻值为RM，步骤d中金属丝接入电路的阻值为RN，则有R1RMR2RNM、N间的电阻为R根据电阻定律有R解

9、得电阻率为.4(2022湖南长沙市长郡中学高三模拟)为测量甲、乙金属丝的电阻率，小明同学设计了如图(a)、(b)所示的两种实验方案，已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变(1)小明先进行了如图(a)方案的测量；他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙两根不同金属丝的直径，示数分别如图(c)、图(d)所示则两根金属丝直径的测量值分别为：d甲_ mm、d乙_ mm；实验过程中，小明先将甲金属丝接入电路，并用米尺测出接入电路中的甲金属丝的长度l50.00 cm.闭合开关后移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置，并依次记录了两电表的测量数据如下表所示，其中5组数据的对应点他已经标在如图(e

10、)所示的坐标纸上，请你标出余下一组数据的对应点，并在图(e)画出UI图线；实验次数123456U/V0.901.201.501.802.102.40I/A0.180.240.300.370.430.49该方案测得的甲金属丝的电阻率_ m(计算结果保留两位有效数字)；(2)小明又用如图(b)方案测量乙金属丝的电阻率，实验中他可以通过改变接线夹(即图(b)中滑动变阻器符号上的箭头接触金属丝的位置)，以控制接入电路中金属丝的长度；实验操作步骤：a正确连接电路，设定电阻箱的阻值，闭合开关b读出电流表的示数，记录接线夹的位置c断开开关，测出接入电路的金属丝的长度d闭合开关，重复b、c的操作根据测得电流与

11、金属丝接入长度关系的数据，绘出如图(f)所示的关系图线，由图可以算出图线的斜率为k，若已测得乙金属丝的直径为d，已知电源的电动势为E、内阻为r.则乙金属丝的电阻率为_；(写出电阻率的计算式)(3)电表的内阻可能使实验产生系统误差，图(b)方案电阻率测量值_(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值答案(1)1.750.548见解析图2.3105(2)(3)等于解析(1)两根金属丝直径的测量值分别为d甲1 mm0.05 mm151.75 mmd乙0.5 mm0.01 mm4.80.548 mm描点并作出UI图像如图由图像可知Rx 4.8 根据Rx解得 m2.3105 m(2)由闭合电路欧姆定律EI(rRRA)I(rRRA)即L则k，得(3)题图(b)中考虑电流表内阻，则L不影响图像的斜率，则电阻率的测量值等于真实值