2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点49　实验十一　测量金属的电阻率(含长度的测量及其测量工具的选用)

考点49实验十一测量金属的电阻率(含长度的测量及其测量工具的选用)强基固本对点练1.某实验小组测量一捆长度为L＝100m铜芯线的电阻率，实验如下：(1)如图1所示，用螺旋测微器测得铜芯的直径为________mm；(2)如图2所示，取整捆铜芯线、2节干电池和相关器材，为了使电压表示数能从零开始连续调节，请补充连接好实物电路；(3)正确连接实物电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，测得电流表示数为2.00A，此时电压表示数如图3所示，则其示数为__________V．计算得到铜芯线的电阻率为ρ测＝________Ω·m(计算结果保留两位有效数字)；(4)实验小组查阅教材得知：在t0＝20℃时铜的电阻率为ρ0＝1.7×10－8Ω·m.显然测得值ρ测与查阅值ρ0不相等，你认为造成这种偏差的可能原因是________．2．[2023·全国乙卷]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、米尺、电源E、电压表(内阻非常大)、定值电阻R0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干．图(a)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S.(2)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U1，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为U2.由此得到流过待测金属丝的电流I＝________，金属丝的电阻r＝________．(结果均用R0、U1、U2表示)(3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述数据，得到金属丝的电阻r＝14.2Ω.(5)用米尺测得金属丝长度L＝50.00cm.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(b)所示，该读数为d＝________mm．多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等．(6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率ρ＝________×10－7Ω·m.(保留2位有效数字)培优提能模拟练3.[2024·山东省适应性联考]在实验室中测量一金属丝的电阻率：(1)先用多用电表×10Ω挡粗测其电阻发现多用表指针偏角偏大，为进一步较精确测量选用合适的倍率重新欧姆调零后，测量时指针位置如图1所示，其电阻为________Ω，然后用螺旋测微器测其直径如图2所示，示数为________mm，游标卡尺测其长度如图3所示，示数为________mm.(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V1(量程3V，内阻约为1.5kΩ)B．电压表V2(量程15V，内阻约为75kΩ)C．电流表A1(量程3A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程0.6A，内阻约为1Ω)E．滑动变阻器R1(0～5Ω，允许通过的最大电流1.0A)F．滑动变阻器R2(0～2000Ω，允许通过的最大电流1.0A)G．输出电压为2.5V的直流稳压电源EH．开关S，导线若干①为了测多组实验数据，则上述器材中电流表应选用________，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________(均填仪器前面的字母序号).②根据所选仪器设计好电路，画在虚线框中．Ｋ(3)关于本实验的误差，下列说法正确的是________．A．用螺旋测微器、游标卡尺测量时，由于读数引起的误差属于系统误差B．将读出的几组电表示数取平均值代入公式计算电阻可以减小误差C．为了减小读数误差，电表读数时应多估读几位D．利用U­I图像处理数据求出金属丝电阻可以减小偶然误差4．[2024·湖南省名校联合体联考]现有一合金制成的圆柱体，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲、乙所示．(1)由甲、乙两图读得圆柱体的直径为________mm，长度为________mm.(2)用多用电表电阻挡“×10”挡粗测圆柱体的阻值R，发现指针偏角较大，为了更准确的测出圆柱体的阻值，下列操作正确的是________．A．将选择开关旋转到电阻挡“×1”的位置，两表笔短接调零，再次测量电阻B．将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置，两表笔短接调零，再次测量电阻C．将两表笔短接调零，再将选择开关旋转到电阻挡“×1”的位置，再次测量电阻D．将两表笔短接调零，再将选择开关旋转到电阻挡“×100”的位置，再次测量电阻(3)为进一步精确测量圆柱体的阻值Rx(阻值约为20Ω)，实验室提供了以下器材：A．电源E(电动势3V，内阻不计)B．电流表A1(量程150mA、内阻r1约10Ω)C．电流表A2(量程1mA，内阻r2＝100Ω)D．电压表V(量程为10V，内阻约为1000Ω)E．定值电阻R0(电阻为2900Ω)F．滑动变阻器R(最大阻值5Ω)G．开关S及导线若干①请在如图所示的虚线框内画出电路原理图(需标出器材符号).②用I1表示电流表A1的示数、I2表示电流表A2的示数，则Rx＝________(用I1、I2，R0和r2表示).③仅从实验原理来看，测量结果________真实值．(填“等于”“大于”或“小于”)5．[2024·浙江省宁波市模拟]某同学买了一卷铜导线，想在不拆散导线卷情况下，测定带卷铜导线的长度．(1)该同学剥去导线末端的少许绝缘皮，用螺旋测微器测铜导线直径，如图(a)所示，该铜导线直径为________mm.(2)该同学找来实验器材来测量该卷铜导线的总电阻Rx，电路图如图(b)，其中R1＝0.6Ω，R2＝100Ω，G为灵敏电流计，R3为电阻箱，电路其余部分电阻均不计．①开关闭合前，滑动变阻器滑片应置于________端(填“A”或“B”)；②闭合开关并移动变阻器滑片，发现电流计有示数．调节电阻箱，使电流计指针稳定指向中央零刻度线，此时电阻箱阻值如图(c)，则该卷铜导线的电阻为________Ω；(3)已知铜导线的电阻率为1.78×10－8Ω·m，该同学测得导线的实际长度为______m(π取3.14，保留一位小数).

考点49实验十一测量金属的电阻率(含长度的测量及其测量工具的选用)1．答案：(1)1.400(2)图见解析(3)2.401.8×10－8(4)实验过程铜芯线温度大于20℃导致电阻率偏大；测量直径读数偏大；铜芯线长度测量值偏大，等等．解析：(1)用螺旋测微器测得铜芯的直径为d＝1mm＋40.0×0.01mm＝1.400mm.(2)铜芯线的电阻较小，所以采用电流表外接法；为了使电压表示数能从零开始连续调节，滑动变阻器要用分压式，实物电路图如图(3)电源适用的是2节干电池，所以电压表示数为2.40V；根据欧姆定律R＝eq\f(U,I)，电阻定律R＝ρeq\f(L,S)，且S＝eq\f(1,4)πd2，解得ρ＝eq\f(πd2U,4IL)，代入数据解得ρ测＝1.8×10－8Ω·m.(4)在t0＝20℃时铜的电阻率为ρ0＝1.7×10－8Ω·m.显然测得值ρ测与查阅值ρ0不相等，你认为造成这种偏差的可能原因是实验过程铜芯线温度大于20℃导致电阻率偏大；测量直径读数偏大；铜芯线长度测量值偏大，等等．2．答案：(2)eq\f(U2－U1,R0)eq\f(U1R0,U2－U1)(5)0.150(6)5.0解析：(2)根据题意可知，R0两端的电压为U＝U2－U1则流过R0即流过待测金属丝的电流I＝eq\f(U,R0)＝eq\f(U2－U1,R0)金属丝的电阻r＝eq\f(U1,I)联立可得r＝eq\f(U1R0,U2－U1)(5)螺旋测微器的读数为d＝15.0×0.01mm＝0.150mm(6)根据电阻定律r＝ρeq\f(L,S)又S＝π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)代入数据联立解得ρ＝5.0×10－7Ω·m3．答案：(1)6.02.08535.2(2)①DAE②图见解析(3)D解析：(1)用多用电表×10Ω挡粗测其电阻发现多用表指针偏角偏大，说明电阻值较小，应换用×1Ω挡，图示电阻为6.0×1Ω＝6.0Ω，螺旋测微器示数2mm＋8.5×0.01mm＝2.085mm，游标卡尺示数为35mm＋2×0.1mm＝35.2mm.(2)①电路中最大电流约为I＝eq\f(U,R)＝eq\f(2.5,6)A≈0.42A，电流表应选量程为0.6A的A2，电流表应选用D.直流稳压电源输出电压为2.5V，电压表应选用量程为3V的V1，电压表应选用A.为了便于调节电路，滑动变阻器选用阻值较小的R1，滑动变阻器应选用E.②由eq\r(RARV)＝eq\r(1500×1)Ω＝10eq\r(15)Ω>6Ω，所以电流表应选用外接法，为了便于调节滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图(3)用螺旋测微器、游标卡尺测量时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；需要将得到的几组电表示数代入，分别求出待测电阻的阻值，再求电阻阻值平均值以减小误差，B错误；电表读数时估读位数由最小分度决定，C错误；利用U­I图像处理数据求出金属丝电阻可以减小偶然误差，D正确．4．答案：(1)1.845(1.844～1.846均可)42.40(2)A(3)①图见解析②eq\f(I2（R0＋r2）,I1－I2)③等于解析：(1)由图所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5mm，旋转刻度为34.5×0.01mm＝0.345mm，螺旋测微器示数为1.5mm＋0.345mm＝1.845mm；由图所示可知，游标卡尺主尺示数为42mm，游标尺示数为8×0.05mm＝0.40mm，游标卡尺示数为42mm＋0.40mm＝42.40mm.(2)选择开关置于“×10”时指针的偏转角度较大，说明电阻较小，所以应该换小倍率挡，换挡后需要短接调零，再次测量，故选A.(3)①题中电压表量程太大，测量不精确．可用已知内阻的电流表A2与电阻箱串联充当电压表；因改装后的电压表内阻已知，可接成电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路图如图②由电路可知Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I2（R0＋r2）,I1－I2)③电压和电流均为真实值，所以无系统误差．5．答案：(1)1.780(1.779～1.781均可)(2)A0.40(3)55.9(55.7～56.1均可)解析：(1)该铜导线直径为1.5mm＋0