高考物理一轮复习讲练测(全国通用)9.3实验九：测定金属的电阻率(练)(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习讲练测(全国通用)9.3实验九：测定金属的电阻率(练)(原卷版+解析)，共37页。试卷主要包含了在“测定金属丝的电阻率”实验中，、米尺、电阻箱、开关和导线等等内容，欢迎下载使用。

1．测金属丝电阻率的实验中，金属丝电阻约为4Ω，直流电源E=4V，内阻不计，开关，导线若干，要求测量电压从零开始。下列器材中
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约1Ω）
B．电流表（量程0~3A，内阻约0.1Ω）
C．电压表（量程0~15V，内阻约10KΩ）
D．电压表（量程0~3V，内阻约2KΩ）
E.滑动变阻器（阻值0~10Ω，额定电流2A）
F.滑动变阻器（阻值0~1KΩ，额定电流0.2A）
（1）电流表应选择_________（填入器材序号）
（2）电压表应选择_________（填入器材序号）
（3）滑动变阻器应选择_________（填入器材序号）
（4）在方框中画出实验电路图_____
2．实验室有一卷铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。
（1）该同学首先用螺旋测微器测得导线直径如图a所示，则其大小为________；
（2）根据铜导线的长度，他估计其电阻大约有5Ω，随后他设计了一个实验，较为准确地测定了这卷铜导线的电阻，实验室有以下器材供选择：
A．电池组（6V，内阻约1Ω）
B．电流表（0～3A，内阻约0.01Ω）
C．电流表（0～0.6A，内阻约0.2Ω）
D．电压表（0～6V，内阻约4kΩ）
E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）
G．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）
H．保护电阻R0=3Ω
I．开关、导线若干
①除了选项A、H和I外，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用_______。（填写器材前的编号）
②为了使测量结果尽量准确，且从零开始多测几组数据，该同学设计了图b所示电路，其中保护电阻R0与铜导线串联，请用笔画线完成剩余部分的连接_____。
③通过上述实验，设测出的铜导线电阻为R，查询资料知道铜的电阻率为，若用表示铜导线的直径，请写出计算铜导线长度的表达式L=____________。
3．在“测定金属丝的电阻率”实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，D=___________ mm。
（2）某小组利用电流表（内阻约0.1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx=50 Ω。他们采用的是图乙中的___________电路图，Rx的真实值___________（填“大于”“小于”或“等于”）50 Ω。
4．某实验小组测量某圆柱复合材料的电阻率。
（1）该实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度和直径，某次测量结果如图甲、乙所示。该圆柱复合材料的长度___________cm，直径___________mm；
（2）该实验小组用如图丙所示实验电路测量其电阻值。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________端（填“a”或“b”）；
（3）某次实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，若用表示该圆柱复合材料的电阻的测量值，则该测量值比真实值偏___________（ 填“大”或“小”）。导致此误差的原因是___________；
（4）用实验过程中测量的物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱复合材料电阻率的表达式为___________。
5．在“测量金属丝电阻率”的实验中，某同学取来一段粗细均匀、长为的金属丝进行实验。
（1）用螺旋测微器测得该金属丝的直径d如图甲所示，则___________mm。
（2）用一电阻挡有三个倍率（分别是 × 1、 × 10、 × 100）的多用电表粗测该金属丝电阻Rx。选用 × 10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，应换到___________挡，重新正确操作后，表盘的示数如图乙所示，则该金属丝电阻约为___________Ω。
（3）为进一步准确测量该金属丝的电阻，实验室提供如下器材：
A．直流电源E（电动势3V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0 ~ 0.6A，内阻约1Ω）
C．电流表A2（量程0 ~ 150mA，内阻约2Ω）
D．电压表V（量程0 ~ 3V，内阻约10kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值范围0 ~ 15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
F．滑动变阻器R2（阻值范围0 ~ 2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
G．待测金属丝Rx、开关、导线若干
①实验中，该同学设计了如图丙所示的电路，其中电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填写正确答案的序号）
②按照图丙电路，用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接。___________
③若实验中测得该金属丝的电阻为R0，则该电阻丝的电阻率表达式为___________（用题中测得的物理量符号表示）。
1．(2023·天津市咸水沽第一中学模拟）要测量某种合金的电阻率。①若合金丝长度为，直径为，阻值为，则其电阻率= _________ 。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为__________ mm。
②图乙是测量合金丝阻值的原理图，是单刀双掷开关，根据原理图在图丙中将实物连线补充完整_________。
③闭合，当处于位置时，电压表和电流表的示数分别为，；当处于位置时，电压表和电流表的示数分别为，；根据以上测量数据判断，当处于位置 _______ （选填“”或“”）时，测量相对准确，测量值 ___________ Ω。（结果保留2位有效数字）
2．(2023·湖北·华中师大一附中模拟）某实验小组在实验室发现一段粗细均匀的电阻丝，设计如图甲所示的电路进行实验探究。其中MN为电阻丝，R0是阻值为2.0Ω的定值电阻，实验中调节滑片P的位置，记录电压表示数U，电流表示数I以及对应的PN长度x，绘制了相应图线如图乙、丙所示。
（1）已知电阻丝的横截面积平均值S=3.0×10-7m2，测得电阻率ρ=___________Ω·m。（结果保留两位有效数字）
（2）由图乙求得电池的内阻r=___________Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）关于本实验的误差，下列说法正确的是___________。
A．电压表分流对电动势测量值无影响
B．电压表分流使电动势测量值偏小
C．电压表分流对电阻率测量值无影响
D．电压表分流使电阻率测量值偏大
3．(2023·安徽·合肥市第八中学模拟预测）飞飞同学在做测量金属丝的电阻率的实验时，设计了如图所示的电路进行实验，所使用的器材有：
电源E（电动势为3V，内阻为r）
电流表A（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）
电阻箱R（0～99.99Ω）
金属丝
开关K
导线若干；
（1）他先用螺旋测微器对金属丝的直径进行了测量，如图所示，该金属丝的直径为______mm。
（2）他连接好电路，将金属丝接入电路中的长度和电阻箱均调到一个较大的值，闭合开关K，记录下电流表读数和金属丝接入电路中的长度。保持电阻箱阻值不变，多次改变并记录金属丝接入电路中的长度L，并同时记录相对应的电流表读数I。利用实验中记录的数据，描绘出图像。由图可得该金属丝的电阻率为______（计算结果保留2位有效数字）。
（3）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为2.00Ω，则所用电源内阻为______Ω。
（4）若实验所用电源因为长期使用，电动势略有下降，则因此得出的金属丝电阻率比真实值______（选填“偏大”、“偏小”、“相同”）。
4．(2023·江苏淮安·模拟预测）某小组测量不知名材质带缺口金属环（如图甲）的电阻率，应用了学生电源E、定值电阻、电压表和、电阻箱R等器材，操作步骤如下：
（1）用软尺测量金属环的长度L，用游标卡尺在不同部位测量金属环横截面的直径D，测量时金属环应卡在乙图游标卡尺的______部位（选填“A”、“B”或“C”），读数如图丙所示，示数为______cm；
（2）按图丁连接电路，a、b间器件表示金属环，闭合开关，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的读数，绘制出戊图，可计算出金属环的阻值______Ω，用L、D、表示出该金属环的电阻率______；
（3）由戊图计算出的阻值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
5．(2023·广东·珠海市第二中学模拟）某实验小组需要测定一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有：待测滑动变阻器、电源（电动势约3V）、电流表（量程100mA）、电阻箱、导线若干。
（1）由于不方便用螺旋测微器测量电阻丝的直径，某同学提出了由螺线管绕线宽度除以匝数的方法来测量电阻丝直径。测得总匝数n＝200匝时螺线管的绕线宽度如图（甲）所示，则绕线宽度为________cm；
（2）将器材按图（乙）连接，在闭合电键前将滑片移至最右端200匝处，并将电阻箱阻值调至________（填“最大”或“最小”），然后逐渐调节电阻箱的阻值R，使电流表的示数为80mA；
（3）之后不断减少电阻丝接入电路的匝数，同时调节电阻箱，保持电流表示数80mA不变，记录数据如下：
（4）在坐标纸上描点如图（丙）所示，请在坐标纸上作出R随n变化的图线________。若图线的斜率绝对值为k，电阻丝直径为d，进一步测得螺线管的直径D＝1.80cm，该电阻丝电阻率的表达式ρ＝________（用k、d、D表示），计算结果为________Ω∙m（保留3位有效数字）；
（5）电流表和电源的内阻会导致电阻率的测量结果________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
1．(2023·湖北·高考真题）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为_____mm。再用游标卡尺测得其长度L。
（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
根据表中数据，在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得_____Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式____得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。
（3）该小组根据图乙的电路和图丙的图像，还可以求得电源电动势_________V，内阻_______Ω。（结果均保留2位有效数字）
（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
2．(2023·广东·高考真题）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，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（a）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（b）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。
（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。
（4）图11(c）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。
3．(2023·浙江·高考真题）小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图2中图线a所示。
（1）在实验中使用的是_______（选填“0~20”或“0~200”）的滑动变阻器。
（2）在某次测量时，量程为3V电压表的指针位置如图3所示，则读数U=_______V。
（3）已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2，则合金丝甲的电阻率为_______·m（结果保留2位有效数字）。
（4）图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝甲的横截面积_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝乙的横截面积。
4．(2023·福建·高考真题）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为___________。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡（填“”“”“”或“”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为___________。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
（7）实验测得的该电阻丝电阻率为___________（结果保留3位有效数字）。
5．（2010·山东·高考真题）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：
①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_____________（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）．
②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至______档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5”）,再将_________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_________、____、______．
6．(2023·江苏·高考真题）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：
（1）螺旋测微器如题1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_____（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．
（2）选择电阻丝的_____（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．
（3）2图甲中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____
（4）为测量R，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如图图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：
请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．___
（5）由此，可求得电阻丝的Rx=______Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．
7．(2023·天津·高考真题）现测定长金属丝的电阻率．
①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______．
②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号．
电源 （电动势，内阻约为）
电流表 （量程，内阻）
电流表 （量程，内阻约为）
滑动变阻器 （最大阻值，额定电流）
开关及导线若干
③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______．从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
8．（2009·广东·高考真题）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等．
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图___________
（2）实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作．
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了如图的关系图线，其斜率为________A-1·m-1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和．
（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示．金属丝的直径是______．图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）．
n（匝）
200
160
120
80
40
0
R（Ω）
11
16
21
22
31
36
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
9.3 实验九：测定金属的电阻率
1．测金属丝电阻率的实验中，金属丝电阻约为4Ω，直流电源E=4V，内阻不计，开关，导线若干，要求测量电压从零开始。下列器材中
A．电流表（量程0~0.6A，内阻约1Ω）
B．电流表（量程0~3A，内阻约0.1Ω）
C．电压表（量程0~15V，内阻约10KΩ）
D．电压表（量程0~3V，内阻约2KΩ）
E.滑动变阻器（阻值0~10Ω，额定电流2A）
F.滑动变阻器（阻值0~1KΩ，额定电流0.2A）
（1）电流表应选择_________（填入器材序号）
（2）电压表应选择_________（填入器材序号）
（3）滑动变阻器应选择_________（填入器材序号）
（4）在方框中画出实验电路图_____
答案: A D E
解析：
（1）[1] 电路中的最大电流为
若选用B，最大电流
最大电流指针偏转没有达到最大刻度的三分之一，读数误差较大；
若选用A，最大电流
因实验要求测量电压从零开始，可以控制电流不超过最大量程0.6A，故选A。
（2）[2] 直流电源E=4V，电压表若选C，指针偏转小，读数误差大，因实验要求测量电压从零开始，可控制电压不超过电压表D的量程即可。电压表故选D。
（3）[3] 实验要求测量电压从零开始，采用分压电路，滑动变阻器选阻值小、额定电流大的，故选E。
（4）[4] 实验要求测量电压从零开始，滑动变阻器采用分压式接法，由于金属丝电阻较小，为了方实验操作，滑动变阻器应选E，且金属丝电阻远远小于电压表内阻，故电流表应采用外接法，设计电路图如图所示
2．实验室有一卷铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度。
（1）该同学首先用螺旋测微器测得导线直径如图a所示，则其大小为________；
（2）根据铜导线的长度，他估计其电阻大约有5Ω，随后他设计了一个实验，较为准确地测定了这卷铜导线的电阻，实验室有以下器材供选择：
A．电池组（6V，内阻约1Ω）
B．电流表（0～3A，内阻约0.01Ω）
C．电流表（0～0.6A，内阻约0.2Ω）
D．电压表（0～6V，内阻约4kΩ）
E．电压表（0～15V，内阻约15kΩ）
F．滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）
G．滑动变阻器（0～2000Ω，允许最大电流0.3A）
H．保护电阻R0=3Ω
I．开关、导线若干
①除了选项A、H和I外，电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用_______。（填写器材前的编号）
②为了使测量结果尽量准确，且从零开始多测几组数据，该同学设计了图b所示电路，其中保护电阻R0与铜导线串联，请用笔画线完成剩余部分的连接_____。
③通过上述实验，设测出的铜导线电阻为R，查询资料知道铜的电阻率为，若用表示铜导线的直径，请写出计算铜导线长度的表达式L=____________。
答案: 0.730 C D F
解析：
（1）[1]导线直径大小为
（2）①[2]由
所以电流表选择C。
[3]电池组电动势6V，所以电压表选择D。
[4]为了方便操作，滑动变阻器选择F。
②[5]为了使测量结果尽量准确，且从零开始多测几组数据，滑动变阻器采用分压式接法，电路如图所示
③[6]根据
及
可得
3．在“测定金属丝的电阻率”实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径D，示数如图甲所示，D=___________ mm。
（2）某小组利用电流表（内阻约0.1 Ω）、电压表（内阻约3 kΩ）等器材测金属丝电阻，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx=50 Ω。他们采用的是图乙中的___________电路图，Rx的真实值___________（填“大于”“小于”或“等于”）50 Ω。
答案: 2.704##2.705##2.706##2.707##2.708 A 小于
解析：
（1）[1] 根据螺旋测微器的读数规则，金属丝的直径
D=2.5 mm＋20.6×0.01 mm=2.706 mm
（2）[2] [3] 根据题述，要求电压和电流均从0开始测量，得到多组电流、电压数据，则滑动变阻器应该为分压接法，由于
Rx>
所以应采用电流表内接法测量，他们采用的是A电路图。由于电流表有分压作用，故电压表的示数大于电阻Rx两端的实际电压，则Rx的真实值小于测量值50 Ω。
4．某实验小组测量某圆柱复合材料的电阻率。
（1）该实验小组分别用20分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度和直径，某次测量结果如图甲、乙所示。该圆柱复合材料的长度___________cm，直径___________mm；
（2）该实验小组用如图丙所示实验电路测量其电阻值。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于___________端（填“a”或“b”）；
（3）某次实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，若用表示该圆柱复合材料的电阻的测量值，则该测量值比真实值偏___________（ 填“大”或“小”）。导致此误差的原因是___________；
（4）用实验过程中测量的物理量对应的字母表示电阻率，则该圆柱复合材料电阻率的表达式为___________。
答案: 17.650 0.440##0.439##0.441 a 小 电压表分流
解析：
（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知该圆柱复合材料的长度为
[2]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知该圆柱复合材料的直径为
（2）[3]闭合开关前，为保证电表安全，应使电表读数从最小开始，滑动变阻器的滑片应置于端；
（3）[4][5]由电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使得电流表读数比流过待测电阻的真实电流大，故有
可知测量值比真实值偏小，导致此误差的原因是电压表的分流。
（4）[6]根据电阻定律
可得
5．在“测量金属丝电阻率”的实验中，某同学取来一段粗细均匀、长为的金属丝进行实验。
（1）用螺旋测微器测得该金属丝的直径d如图甲所示，则___________mm。
（2）用一电阻挡有三个倍率（分别是 × 1、 × 10、 × 100）的多用电表粗测该金属丝电阻Rx。选用 × 10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，为了较准确地进行测量，应换到___________挡，重新正确操作后，表盘的示数如图乙所示，则该金属丝电阻约为___________Ω。
（3）为进一步准确测量该金属丝的电阻，实验室提供如下器材：
A．直流电源E（电动势3V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0 ~ 0.6A，内阻约1Ω）
C．电流表A2（量程0 ~ 150mA，内阻约2Ω）
D．电压表V（量程0 ~ 3V，内阻约10kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值范围0 ~ 15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
F．滑动变阻器R2（阻值范围0 ~ 2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
G．待测金属丝Rx、开关、导线若干
①实验中，该同学设计了如图丙所示的电路，其中电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（填写正确答案的序号）
②按照图丙电路，用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接。___________
③若实验中测得该金属丝的电阻为R0，则该电阻丝的电阻率表达式为___________（用题中测得的物理量符号表示）。
答案: 1.850 18.0 C E
解析：
（1）[1]由图甲螺旋测微器读数可知
（2）[2]选用 × 10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很大，说明所选挡位太大，为了较准确的进行测量，应选用 × 1挡，由图乙可知，该金属丝电阻约为
（3）①[3]根据题意和图丙电路图，由闭合回路欧姆定律可得，电路中最大电流约为
其中电流表应选用C。
[4]由电路图丙可知，滑动变阻器采用分压接法，则应选用E。
②[5]按照图丙电路，用笔画线代替导线在图丁中完成实物电路连接，如图所示
③[6]根据公式，又有可得，该电阻丝的电阻率表达式为
1．(2023·天津市咸水沽第一中学模拟）要测量某种合金的电阻率。①若合金丝长度为，直径为，阻值为，则其电阻率= _________ 。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为__________ mm。
②图乙是测量合金丝阻值的原理图，是单刀双掷开关，根据原理图在图丙中将实物连线补充完整_________。
③闭合，当处于位置时，电压表和电流表的示数分别为，；当处于位置时，电压表和电流表的示数分别为，；根据以上测量数据判断，当处于位置 _______ （选填“”或“”）时，测量相对准确，测量值 ___________ Ω。（结果保留2位有效数字）
答案: 0.655##0.653##0.654##0.656##0.657 见解析 b 2.9
解析：
①[1]根据电阻定律
解得电阻率为
[2]螺旋测微器的精确值为，图甲读数为
②[3]实物连线如图所示
③[4][5]根据
，
可知，电压表示数变化较大，说明电流表分压作用较大，因此采用电流表外接法测量时相对准确，即处于位置，根据欧姆定律可得
2．(2023·湖北·华中师大一附中模拟）某实验小组在实验室发现一段粗细均匀的电阻丝，设计如图甲所示的电路进行实验探究。其中MN为电阻丝，R0是阻值为2.0Ω的定值电阻，实验中调节滑片P的位置，记录电压表示数U，电流表示数I以及对应的PN长度x，绘制了相应图线如图乙、丙所示。
（1）已知电阻丝的横截面积平均值S=3.0×10-7m2，测得电阻率ρ=___________Ω·m。（结果保留两位有效数字）
（2）由图乙求得电池的内阻r=___________Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）关于本实验的误差，下列说法正确的是___________。
A．电压表分流对电动势测量值无影响
B．电压表分流使电动势测量值偏小
C．电压表分流对电阻率测量值无影响
D．电压表分流使电阻率测量值偏大
答案: 2.0 BC##CB
解析：
（1）图乙中时
，，
解得
图丙中图线的斜率为
解得
（2）[2]由闭合电路欧姆定律有
即
结合图乙可知
解得
（3）[3]电压表分流使总电流的测量值偏小，电动势测量值偏小；但电压表分流并不影响电阻中的电流测量，对电阻率测量值无影响。故BC正确，AD错误。
故选BC。
3．(2023·安徽·合肥市第八中学模拟预测）飞飞同学在做测量金属丝的电阻率的实验时，设计了如图所示的电路进行实验，所使用的器材有：
电源E（电动势为3V，内阻为r）
电流表A（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）
电阻箱R（0～99.99Ω）
金属丝
开关K
导线若干；
（1）他先用螺旋测微器对金属丝的直径进行了测量，如图所示，该金属丝的直径为______mm。
（2）他连接好电路，将金属丝接入电路中的长度和电阻箱均调到一个较大的值，闭合开关K，记录下电流表读数和金属丝接入电路中的长度。保持电阻箱阻值不变，多次改变并记录金属丝接入电路中的长度L，并同时记录相对应的电流表读数I。利用实验中记录的数据，描绘出图像。由图可得该金属丝的电阻率为______（计算结果保留2位有效数字）。
（3）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为2.00Ω，则所用电源内阻为______Ω。
（4）若实验所用电源因为长期使用，电动势略有下降，则因此得出的金属丝电阻率比真实值______（选填“偏大”、“偏小”、“相同”）。
答案: 2.000mm 0.6Ω##0.60Ω 偏大
解析：
（1）[1] 金属丝的直径为
（2）[2] 由图知当，时由闭合回路可得
解得
当，时由闭合回路可得
解得
又
解得
（3）[3]由（2）分析可知，则
（4）[4] 由（2）分析可知
解得
电源因为长期使用，电动势略有下降，则计算时E偏大，偏大，由可知得出的金属丝电阻率偏大。
4．(2023·江苏淮安·模拟预测）某小组测量不知名材质带缺口金属环（如图甲）的电阻率，应用了学生电源E、定值电阻、电压表和、电阻箱R等器材，操作步骤如下：
（1）用软尺测量金属环的长度L，用游标卡尺在不同部位测量金属环横截面的直径D，测量时金属环应卡在乙图游标卡尺的______部位（选填“A”、“B”或“C”），读数如图丙所示，示数为______cm；
（2）按图丁连接电路，a、b间器件表示金属环，闭合开关，调节电阻箱，记录两块电压表和电阻箱的读数，绘制出戊图，可计算出金属环的阻值______Ω，用L、D、表示出该金属环的电阻率______；
（3）由戊图计算出的阻值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
答案: C 0.48 2.6 等于
解析：
（1）[1][2]直径使用外量爪来测量，为C部位；游标卡尺读数为
（2）[3][4] 金属环两端电压为
流过金属环的电流为
金属环的阻值
由以上式子整理得
则由图像可知
根据电阻定律可知
（3）[5]由（2）分析可知，金属环两端的电压和流过金属环的电流均为真实值，故不存在系统误差，由戊图计算出的阻值等于真实值。
5．(2023·广东·珠海市第二中学模拟）某实验小组需要测定一滑动变阻器电阻丝的电阻率。实验器材有：待测滑动变阻器、电源（电动势约3V）、电流表（量程100mA）、电阻箱、导线若干。
（1）由于不方便用螺旋测微器测量电阻丝的直径，某同学提出了由螺线管绕线宽度除以匝数的方法来测量电阻丝直径。测得总匝数n＝200匝时螺线管的绕线宽度如图（甲）所示，则绕线宽度为________cm；
（2）将器材按图（乙）连接，在闭合电键前将滑片移至最右端200匝处，并将电阻箱阻值调至________（填“最大”或“最小”），然后逐渐调节电阻箱的阻值R，使电流表的示数为80mA；
（3）之后不断减少电阻丝接入电路的匝数，同时调节电阻箱，保持电流表示数80mA不变，记录数据如下：
（4）在坐标纸上描点如图（丙）所示，请在坐标纸上作出R随n变化的图线________。若图线的斜率绝对值为k，电阻丝直径为d，进一步测得螺线管的直径D＝1.80cm，该电阻丝电阻率的表达式ρ＝________（用k、d、D表示），计算结果为________Ω∙m（保留3位有效数字）；
（5）电流表和电源的内阻会导致电阻率的测量结果________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
答案: 12.00 最大 ##0.625×10-6 无影响
解析：
（1）[1]刻度尺的分度值为0.1cm，需要估读到0.01cm，所以绕线宽度为12.00cm。
（2）[2]为了使闭合开关后电路中电流最小，以保护元件，在闭合电键前将电阻箱阻值调至最大。
（4）[3]舍去误差较大的点，将剩余点用直线拟合，如图所示。
[4]n匝螺线管电阻丝的长度为
电阻丝的横截面积为
根据电阻定律可知n匝螺线管接入电路时的阻值为
由于保持电流表示数不变，则电路总电阻R总不变，所以
则图线的斜率为
解得
[5]由图像可得
电阻丝的直径为
代入数据解得
（5）[6]根据前面分析可知，在构建方程时已经将电流表内阻和电源内阻考虑进去，而这两个参量并不影响所作图像的斜率，只会影响纵截距，因此对电阻率的测量结果无影响。
1．(2023·湖北·高考真题）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为_____mm。再用游标卡尺测得其长度L。
（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
根据表中数据，在图丙中绘制出图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得_____Ω（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式____得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。
（3）该小组根据图乙的电路和图丙的图像，还可以求得电源电动势_________V，内阻_______Ω。（结果均保留2位有效数字）
（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
答案: 3.700 6.0 12 3.0 偏大
解析：
（1）[1]用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为
（2）（3）[2][3][4][5]由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时
即
由图像可知
解得
解得
再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A，则
解得
根据

解得

（3）由（2）可知
（4）根据表达式
因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表由相同读数时，得到的的值偏小，即测量值偏大。
2．(2023·广东·高考真题）弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，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（a）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（b）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。
（3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。
（4）图11(c）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。
答案: 变小 无 51.80
解析：
（2）[1]闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。
[2]加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2—I1，因此导电绳的电阻
（3）[3]在闭合S2之前，电流表I1的示数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，电压表内阻对测量没有影响。
（4）[4]由图c可知，导电绳拉伸后的长度为51.80cm。
3．(2023·浙江·高考真题）小明同学根据图1的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数达到某一相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个的值，作出图像，如图2中图线a所示。
（1）在实验中使用的是_______（选填“0~20”或“0~200”）的滑动变阻器。
（2）在某次测量时，量程为3V电压表的指针位置如图3所示，则读数U=_______V。
（3）已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2，则合金丝甲的电阻率为_______·m（结果保留2位有效数字）。
（4）图2中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的图像，由图可知合金丝甲的横截面积_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝乙的横截面积。
答案: 0~20 1.32（1.31~1.34） 1.1×10-6（0.90×10-6~1.3×10-6） 小于
解析：
（1）[1]由实验原理可知
而由图像可知待测电阻最大约为8，为了使电压表有明显的读数变化，则滑动变阻器的阻值不能太大，故选0~20比较合适；
（2）[2]量程为3V的电压表，精度为0.1V，估读到0.01V，则电压为1.32V（1.31~1.34）；
（3）[3]根据电阻定律有
则图像的斜率为
可得合金丝甲的电阻率为
（4）[4] 另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后，电阻率不变，而横截面积变为
由图2中图线b可得
解得
故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积。
4．(2023·福建·高考真题）某实验小组使用多用电表和螺旋测微器测量一长度为电阻丝的电阻率，该电阻丝的电阻值约为，材料未知。实验过程如下：
（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图（a）所示。该电阻丝的直径为___________。
（2）对多用电表进行机械调零。
（3）将多用电表的选择开关旋至___________倍率的电阻挡（填“”“”“”或“”）。
（4）将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡零刻度线。
（5）将黑、红表笔并接在待测电阻丝两端，多用电表的示数如图（b）所示。该电阻丝的电阻值为___________。
（6）测量完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置。
（7）实验测得的该电阻丝电阻率为___________（结果保留3位有效数字）。
答案: 1.414 160
解析：
（1）[1]该电阻丝的直径为
（3）[2]使用多用电表欧姆挡测电阻时，为了减小误差，应尽可能使指针偏转至刻度盘中央附近，由于该电阻丝的阻值在100~200Ω，而表盘中央刻度在15~20左右 ，所以应选择×10倍率的电阻挡；
（5）[3]15~20之间的分度值为1，所以该电阻丝的电阻值为
（7）[4]根据电阻定律有
解得该电阻丝的电阻率为
5．（2010·山东·高考真题）在测定金属电阻率的试验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：
①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_____________（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）．
②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选择开关旋至______档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5”）,再将_________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是_________、____、______．
答案: ①待测金属丝 ②直流电压10V； 红 0、 E、 E
解析：
（1）如果待测金属丝断路，电路断路，电流表示数为零，电压表接在电源两端，测电源电动势，电压表示数为E，则电路故障是：待测金属丝断路．
（2）用欧姆表检查电路故障时，应断开电源，在该实验中并没有断开电源，因此应使用电压表检查电路故障，先将选择开关旋至直流电压10V，再将红表笔固定在a接线柱，若只有滑动变阻器断路，把另一支表笔依次接b时，多用电表示数是0，接c、d接线柱时，电压表接在电源两端，多用电表测电源电动势，示数均为E．
6．(2023·江苏·高考真题）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：
（1）螺旋测微器如题1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_____（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．
（2）选择电阻丝的_____（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．
（3）2图甲中Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____
（4）为测量R，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如图图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：
请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．___
（5）由此，可求得电阻丝的Rx=______Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．
答案: C 不同 23.5（23.0~24.0都算对）
解析：
(1)在测量时，为了不损坏被测物体，最后也改用微调方旋钮即C，直到听见“喀喀”的响声；
(2)为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量；
(3)按照原理图，将实物图连线如图：
；
(4)将表格中各组数据在坐标纸上描出，再连成一条直线，如图：
；
当电压表按甲图连接时，电压表测的电压为的电压之和，当电压表接在a、b间时，电压表测的电压为的电压，由图可得：，所以．
7．(2023·天津·高考真题）现测定长金属丝的电阻率．
①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______．
②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号．
电源 （电动势，内阻约为）
电流表 （量程，内阻）
电流表 （量程，内阻约为）
滑动变阻器 （最大阻值，额定电流）
开关及导线若干
③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______．从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
答案: （均可） 相等
解析：
根据螺旋测微器的读数法则可知读数为
因该实验没有电压表，电流表A1的内阻已知，故用A1表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式滑动变阻器的接法，则点如图如图
由电路图可知流过的电流为，电阻两端的电压为，因此电阻
该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等
8．（2009·广东·高考真题）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率．所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等．
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动．请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图___________
（2）实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；
②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作．
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了如图的关系图线，其斜率为________A-1·m-1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和．
（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示．金属丝的直径是______．图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）．
答案: 读出接入电路中的金属丝的长度 10.5 电源的内阻与电阻箱 0.200mm 金属丝的电阻率 9.89×10-7Ω•m
解析：
第一空：依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率，电路图如图所示；电路实物图如图所示：
第二空：该题要求要多次测量，所以每次都要读出接入电路中的金属丝的长度，同时移动金属夹的位置，以便得到多组数据．
第三空：图像的斜率为；
第四、空：依据闭合电路欧姆定律得，参照题目给出的图像可得，截距为，则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为（），即电流表内电阻与电阻箱的电阻之和；
第五空：螺旋测微器的固定刻度读数为0，可动刻度读数为20.0×0.01=0.200mm，所以金属丝的直径为0+0.200=0.200mm；
第六空：因为直线的斜率，可得，可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率
第七空：由题意
得到的结果的单位是Ω•m，即为电阻率的单位．
n（匝）
200
160
120
80
40
0
R（Ω）
11
16
21
22
31
36
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
U2/V
0.50
1.02
1.54
2.05
2.55
I2/mA
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0