2027届高三物理一轮复习课件：第十章　第52课时　实验十一：导体电阻率的测量(含解析)

这是一份2027届高三物理一轮复习课件：第十章　第52课时　实验十一：导体电阻率的测量(含解析)，共56页。PPT课件主要包含了第52课时，长度l，直径d，或50，8×10-3，3×10-6，5×10-5，课时精练，对一对，24×10-6等内容，欢迎下载使用。
实验十一：导体电阻率的测量
1.熟悉电阻率测量的基本原理及注意事项。2.掌握测量电阻率的电路图、数据处理及误差分析。
　　　(2025·安徽合肥市模拟)某实验小组做“测量一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”实验。(1)如图甲所示，先用游标卡尺测圆柱体长度L=　　　 mm；如图乙所示，用螺旋测微器测圆柱体直径D=　　　 mm；如图丙所示，用多用表“×1 Ω”挡粗测其电阻Rx=　　 　　 Ω。
(2)为了减小实验误差，要用伏安法较准确地测出其阻值，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下：A.两节新的干电池B.电压表V1(量程3 V，内阻约为1 kΩ)C.电压表V2(量程15 V，内阻约为5 kΩ)D.电流表A(量程100 mA，内阻为10 Ω)E.电阻箱R1(0~999 Ω，额定电流1 A)F.滑动变阻器R2(0~5 Ω，额定电流1 A)G.滑动变阻器R3(0~2 000 Ω，额定电流0.1 A)H.开关和若干导线电压表应选　　；滑动变阻器应选　　(均用器材前序号字母表示)。要将电流表A的量程扩大为0.6 A，应将电阻箱与电流表并联，电阻箱连入的电阻值为　　 Ω。
(3)若设计如图丁所示电路，某次测量时电压表示数为2.1 V，电流表示数为50 mA(改装前示数)，结合题干中数据可求得该圆柱体材料的电阻率ρ=　 　 Ω·m(π取3，结果保留2位有效数字)。
　　　(2025·四川卷·12)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有：待测合金丝样品(长度约1 m)螺旋测微器学生电源E(电动势0.4 V，内阻未知)米尺(量程0~100 cm)滑动变阻器(最大阻值20 Ω)电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)电流表(量程0~30 mA，内阻较小)开关S1、S2导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上，将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置，用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径，读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm，则该样品横截面直径的平均值为　 mm。
(2)该小组采用限流电路，则图甲中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱　　(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于　　端(选填“左”或“右”)。
(3)断开S2、闭合S1，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处。断开S1、闭合S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，旋转电阻箱旋钮，使电流表指针仍指到15.0 mA处，此时电阻箱面板如图乙所示，则该合金丝的电阻率为　　 　　 Ω·m(取π=3.14，结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差，可采用的做法有　　　(有多个正确选项)。A.换用内阻更小的电源B.换用内阻更小的电流表C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值
　　　(2023·辽宁卷·12)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(a)所示的电路图，实验步骤如下：a.测得样品截面的边长a=0.20 cm；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=0.40 A，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(b)所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：(1)L是丙到　　　(填“甲”“乙”或“丁”)的距离；
(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(保留两位有效数字)。
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1.(2026·广西柳州市期末)实验小组利用如下器材测量某合金丝的电阻率：待测合金丝：Rx(阻值约为10 Ω)；电压表：V(量程3 V，内阻为3 kΩ)；电流表：A(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；学生电源：E(电动势6 V，内阻不计)；滑动变阻器：R1(最大阻值约10 Ω)、R2(最大阻值约200 Ω)；电阻箱(最大阻值为9 999 Ω)、螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线。(1)用毫米刻度尺测出合金丝的长度l=60.00 cm，再用螺旋测微器测量合金丝的直径，其示数如图甲所示，则该合金丝的直径d=　　　　 mm。
(2)用图乙电路测合金丝的电阻，为方便调节，滑动变阻器应选　　(选填“R1”或“R2”)。闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片置于　　(选填“左”或“右”)端；闭合开关，移动滑片，发现电压表接近满偏时，电流表的偏转角度不够大，于是决定利用电阻箱将电压表的量程扩大为5 V。
(3)将电阻箱的阻值调到　　 　 Ω，然后将电阻箱与电压表串联后当作新的电压表，重新测量电阻。
(4)在改进后的某次实验中，电压表的读数为2.70 V(改装前示数)，电流表的读数为0.50 A，求得合金丝的电阻率ρ=　　 　　 Ω·m(取π=3.14，结果保留3位有效数字)。
2.(2025·贵州省新高考协作体联考模拟)某物理实验兴趣小组在实验室中测量一金属丝(阻值约为30 Ω)的电阻率，除了被测金属丝以外，还有以下实验器材可供选择：A.电流表A1(0~10 mA，内阻约为3 Ω)B.电流表A2(0~100 mA，内阻约为1 Ω)C.电压表V1(0~1 V，内阻RV1为1 kΩ)D.电压表V2(0~10 V，内阻RV2为3 kΩ)E.滑动变阻器R1(0~10 Ω，额定电流为300 mA)F.滑动变阻器R2(0~1 000 Ω，额定电流为30 mA)
G.直流电源E(电动势为3 V，内阻约为1 Ω)H.定值电阻R3(2 kΩ)I.定值电阻R3(4 kΩ)J.开关、导线若干(1)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，测量结果分别如图甲、乙所示，则毫米刻度尺的读数为l=　　　　 mm，螺旋测微器的读数为d=　　　　 mm。
(2)测量金属丝的电阻时要求利用图像法处理数据，且要求尽可能精确测量，则电流表选择　　　，滑动变阻器选择　　　；由于没有合适量程的电压表，故选择电压表　　　和定值电阻　　　改装成合适量程的电压表。(均填实验器材前的字母) 
(3)请根据你所选择的实验器材帮兴趣小组设计实验电路，并把电路图画在下面的方框中。
(4)假设某次测量金属丝的电阻时，电流表的示数为I1，电压表的示数为U1(改装前示数)，金属丝的长度用l表示，金属丝的直径用d表示，则金属丝电阻率的表达式为　　　 　(用I1、U1、l、d以及所选用电压表的内阻RV1或RV2表示)。
3.(2025·黑龙江省二模)如图(a)所示有一段漆包线，某同学想测量外层绝缘漆膜的厚度，进行了如下实验：
(1)测得该导线的长度为L，用螺旋测微器测量漆包线的外径，如图(b)所示，则外径d=　　　　 mm。
(2)用多用电表电阻“×1”挡粗测该段漆包线的电阻，测量结果如图(c)所示。为精确地测量该段漆包线的直流电阻Rx，现提供以下器材供选择：电流表A1(量程0.6 A，内阻r1约为20 Ω，示数用I1表示)电流表A2(量程1 mA，内阻r2=1 kΩ，示数用I2表示)定值电阻R1=2 kΩ定值电阻R2=180 Ω滑动变阻器R3(最大阻值20 Ω)滑动变阻器R4(最大阻值2 000 Ω)蓄电池E(电动势3 V，内阻很小)开关S、导线若干
①实验要求漆包线两端电压可以从零开始自由调节，请选择合适器材，在如图(d)所示虚线框中补充完整实验电路图，并标上所选择仪器的代号。
②根据实验电路，该段漆包线电阻的计算表达式为Rx=　　　　 (用题中所给的字母表示)。
(3)若该漆包线内芯材料的电阻率为ρ，根据以上实验可得外层绝缘漆膜的厚度为　 　　　(用d、L、ρ、Rx表示)。
4.(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=0.07 m和高h=0.03 m。
(2)现有实验器材：电流表(量程300 μA，内阻RA=2 500 Ω)、电压表(量程3 V或15 V，内阻未知)、直流电源(3 V)、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。
(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，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　　 (填“高”或“低”)的水更容易导电。
(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8.0×10-3 m的水管。若人体的安全电流为1.0×10-3 A，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220 V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。(保留两位有效数字) 
5.(2025·河南安阳市检测)掺氟氧化锡(FTO)玻璃在太阳能电池研发领域有重要应用，它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度 d，某兴趣小组开展了如下实验：
(1)选取如图甲所示的一块长条形FTO玻璃，测出其长度为L，宽度为 b。
(2)用电阻表接薄膜M、N两端，测得薄膜电阻Rx约为40 Ω。为了获得多组数据，进一步精确测量Rx的阻值，有如下器材可供选用：A.电源E(电动势为3 V，内阻约为0.2 Ω )B.电压表V(量程0~1 V，内阻为RV=1 000 Ω)C.电流表A1(量程0~0.6 A，内阻约为1 Ω)D.电流表A2(量程0~100 mA，内阻约为3 Ω)E.滑动变阻器R(最大阻值为10 Ω)F.定值电阻R1=20 ΩG.定值电阻R2=2 000 ΩH.开关一个，导线若干
(3)其中，电流表应选　　　(选填“A1 ”或“A2 ”)，定值电阻应选　　　(选填“ R1”或“R2”)。
(4)根据以上要求，将图乙所示的器材符号连线，组成测量电路图。
(5)闭合开关，调节滑动变阻器，测得电压表示数为U，电流表示数为 I，则可精确测得薄膜电阻阻值Rx=　　　 　(用U、I、RV、R1或R2表示)。