2025版高考物理考點題型歸納總結（含答案）考點49　實驗十一　測量金屬的電阻率(含長度的測量及其測量工具的選用)

考點49實驗十一測量金屬的電阻率(含長度的測量及其測量工具的選用)強基固本對點練1.某實驗小組測量一捆長度為L＝100m銅芯線的電阻率，實驗如下：(1)如圖1所示，用螺旋測微器測得銅芯的直徑為________mm；(2)如圖2所示，取整捆銅芯線、2節(jié)干電池和相關器材，為了使電壓表示數(shù)能從零開始連續(xù)調節(jié)，請補充連接好實物電路；(3)正確連接實物電路后，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，測得電流表示數(shù)為2.00A，此時電壓表示數(shù)如圖3所示，則其示數(shù)為__________V．計算得到銅芯線的電阻率為ρ測＝________Ω·m(計算結果保留兩位有效數(shù)字)；(4)實驗小組查閱教材得知：在t0＝20℃時銅的電阻率為ρ0＝1.7×10－8Ω·m.顯然測得值ρ測與查閱值ρ0不相等，你認為造成這種偏差的可能原因是________．2．[2023·全國乙卷]一學生小組測量某金屬絲(阻值約十幾歐姆)的電阻率．現(xiàn)有實驗器材：螺旋測微器、米尺、電源E、電壓表(內阻非常大)、定值電阻R0(阻值10.0Ω)、滑動變阻器R、待測金屬絲、單刀雙擲開關K、開關S、導線若干．圖(a)是學生設計的實驗電路原理圖．完成下列填空：(1)實驗時，先將滑動變阻器R接入電路的電阻調至最大，閉合S.(2)將K與1端相連，適當減小滑動變阻器R接入電路的電阻，此時電壓表讀數(shù)記為U1，然后將K與2端相連，此時電壓表讀數(shù)記為U2.由此得到流過待測金屬絲的電流I＝________，金屬絲的電阻r＝________．(結果均用R0、U1、U2表示)(3)繼續(xù)微調R，重復(2)的測量過程，得到多組測量數(shù)據(jù)，如下表所示：U1(mV)0.570.710.851.141.43U2(mV)0.971.211.451.942.43(4)利用上述數(shù)據(jù)，得到金屬絲的電阻r＝14.2Ω.(5)用米尺測得金屬絲長度L＝50.00cm.用螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖(b)所示，該讀數(shù)為d＝________mm．多次測量后，得到直徑的平均值恰與d相等．(6)由以上數(shù)據(jù)可得，待測金屬絲所用材料的電阻率ρ＝________×10－7Ω·m.(保留2位有效數(shù)字)培優(yōu)提能模擬練3.[2024·山東省適應性聯(lián)考]在實驗室中測量一金屬絲的電阻率：(1)先用多用電表×10Ω擋粗測其電阻發(fā)現(xiàn)多用表指針偏角偏大，為進一步較精確測量選用合適的倍率重新歐姆調零后，測量時指針位置如圖1所示，其電阻為________Ω，然后用螺旋測微器測其直徑如圖2所示，示數(shù)為________mm，游標卡尺測其長度如圖3所示，示數(shù)為________mm.(2)為了減小實驗誤差，需進一步測其電阻，除待測金屬絲外，實驗室還備有的實驗器材如下：A．電壓表V1(量程3V，內阻約為1.5kΩ)B．電壓表V2(量程15V，內阻約為75kΩ)C．電流表A1(量程3A，內阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程0.6A，內阻約為1Ω)E．滑動變阻器R1(0～5Ω，允許通過的最大電流1.0A)F．滑動變阻器R2(0～2000Ω，允許通過的最大電流1.0A)G．輸出電壓為2.5V的直流穩(wěn)壓電源EH．開關S，導線若干①為了測多組實驗數(shù)據(jù)，則上述器材中電流表應選用________，電壓表應選用________，滑動變阻器應選用________(均填儀器前面的字母序號).②根據(jù)所選儀器設計好電路，畫在虛線框中．Ｋ(3)關于本實驗的誤差，下列說法正確的是________．A．用螺旋測微器、游標卡尺測量時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差B．將讀出的幾組電表示數(shù)取平均值代入公式計算電阻可以減小誤差C．為了減小讀數(shù)誤差，電表讀數(shù)時應多估讀幾位D．利用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求出金屬絲電阻可以減小偶然誤差4．[2024·湖南省名校聯(lián)合體聯(lián)考]現(xiàn)有一合金制成的圓柱體，用螺旋測微器測量該圓柱體的直徑，用游標卡尺測量該圓柱體的長度．螺旋測微器和游標卡尺的示數(shù)如圖甲、乙所示．(1)由甲、乙兩圖讀得圓柱體的直徑為________mm，長度為________mm.(2)用多用電表電阻擋“×10”擋粗測圓柱體的阻值R，發(fā)現(xiàn)指針偏角較大，為了更準確的測出圓柱體的阻值，下列操作正確的是________．A．將選擇開關旋轉到電阻擋“×1”的位置，兩表筆短接調零，再次測量電阻B．將選擇開關旋轉到電阻擋“×100”的位置，兩表筆短接調零，再次測量電阻C．將兩表筆短接調零，再將選擇開關旋轉到電阻擋“×1”的位置，再次測量電阻D．將兩表筆短接調零，再將選擇開關旋轉到電阻擋“×100”的位置，再次測量電阻(3)為進一步精確測量圓柱體的阻值Rx(阻值約為20Ω)，實驗室提供了以下器材：A．電源E(電動勢3V，內阻不計)B．電流表A1(量程150mA、內阻r1約10Ω)C．電流表A2(量程1mA，內阻r2＝100Ω)D．電壓表V(量程為10V，內阻約為1000Ω)E．定值電阻R0(電阻為2900Ω)F．滑動變阻器R(最大阻值5Ω)G．開關S及導線若干①請在如圖所示的虛線框內畫出電路原理圖(需標出器材符號).②用I1表示電流表A1的示數(shù)、I2表示電流表A2的示數(shù)，則Rx＝________(用I1、I2，R0和r2表示).③僅從實驗原理來看，測量結果________真實值．(填“等于”“大于”或“小于”)5．[2024·浙江省寧波市模擬]某同學買了一卷銅導線，想在不拆散導線卷情況下，測定帶卷銅導線的長度．(1)該同學剝去導線末端的少許絕緣皮，用螺旋測微器測銅導線直徑，如圖(a)所示，該銅導線直徑為________mm.(2)該同學找來實驗器材來測量該卷銅導線的總電阻Rx，電路圖如圖(b)，其中R1＝0.6Ω，R2＝100Ω，G為靈敏電流計，R3為電阻箱，電路其余部分電阻均不計．①開關閉合前，滑動變阻器滑片應置于________端(填“A”或“B”)；②閉合開關并移動變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電流計有示數(shù)．調節(jié)電阻箱，使電流計指針穩(wěn)定指向中央零刻度線，此時電阻箱阻值如圖(c)，則該卷銅導線的電阻為________Ω；(3)已知銅導線的電阻率為1.78×10－8Ω·m，該同學測得導線的實際長度為______m(π取3.14，保留一位小數(shù)).

考點49實驗十一測量金屬的電阻率(含長度的測量及其測量工具的選用)1．答案：(1)1.400(2)圖見解析(3)2.401.8×10－8(4)實驗過程銅芯線溫度大于20℃導致電阻率偏大；測量直徑讀數(shù)偏大；銅芯線長度測量值偏大，等等．解析：(1)用螺旋測微器測得銅芯的直徑為d＝1mm＋40.0×0.01mm＝1.400mm.(2)銅芯線的電阻較小，所以采用電流表外接法；為了使電壓表示數(shù)能從零開始連續(xù)調節(jié)，滑動變阻器要用分壓式，實物電路圖如圖(3)電源適用的是2節(jié)干電池，所以電壓表示數(shù)為2.40V；根據(jù)歐姆定律R＝eq\f(U,I)，電阻定律R＝ρeq\f(L,S)，且S＝eq\f(1,4)πd2，解得ρ＝eq\f(πd2U,4IL)，代入數(shù)據(jù)解得ρ測＝1.8×10－8Ω·m.(4)在t0＝20℃時銅的電阻率為ρ0＝1.7×10－8Ω·m.顯然測得值ρ測與查閱值ρ0不相等，你認為造成這種偏差的可能原因是實驗過程銅芯線溫度大于20℃導致電阻率偏大；測量直徑讀數(shù)偏大；銅芯線長度測量值偏大，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)根據(jù)題意可知，R0兩端的電壓為U＝U2－U1則流過R0即流過待測金屬絲的電流I＝eq\f(U,R0)＝eq\f(U2－U1,R0)金屬絲的電阻r＝eq\f(U1,I)聯(lián)立可得r＝eq\f(U1R0,U2－U1)(5)螺旋測微器的讀數(shù)為d＝15.0×0.01mm＝0.150mm(6)根據(jù)電阻定律r＝ρeq\f(L,S)又S＝π·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得ρ＝5.0×10－7Ω·m3．答案：(1)6.02.08535.2(2)①DAE②圖見解析(3)D解析：(1)用多用電表×10Ω擋粗測其電阻發(fā)現(xiàn)多用表指針偏角偏大，說明電阻值較小，應換用×1Ω擋，圖示電阻為6.0×1Ω＝6.0Ω，螺旋測微器示數(shù)2mm＋8.5×0.01mm＝2.085mm，游標卡尺示數(shù)為35mm＋2×0.1mm＝35.2mm.(2)①電路中最大電流約為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(2.5,6)A≈0.42A，電流表應選量程為0.6A的A2，電流表應選用D.直流穩(wěn)壓電源輸出電壓為2.5V，電壓表應選用量程為3V的V1，電壓表應選用A.為了便于調節(jié)電路，滑動變阻器選用阻值較小的R1，滑動變阻器應選用E.②由eq\r(RARV)＝eq\r(1500×1)Ω＝10eq\r(15)Ω>6Ω，所以電流表應選用外接法，為了便于調節(jié)滑動變阻器采用分壓式接法，電路圖如圖(3)用螺旋測微器、游標卡尺測量時，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，A錯誤；需要將得到的幾組電表示數(shù)代入，分別求出待測電阻的阻值，再求電阻阻值平均值以減小誤差，B錯誤；電表讀數(shù)時估讀位數(shù)由最小分度決定，C錯誤；利用U-I圖像處理數(shù)據(jù)求出金屬絲電阻可以減小偶然誤差，D正確．4．答案：(1)1.845(1.844～1.846均可)42.40(2)A(3)①圖見解析②eq\f(I2（R0＋r2）,I1－I2)③等于解析：(1)由圖所示可知，螺旋測微器固定刻度示數(shù)為1.5mm，旋轉刻度為34.5×0.01mm＝0.345mm，螺旋測微器示數(shù)為1.5mm＋0.345mm＝1.845mm；由圖所示可知，游標卡尺主尺示數(shù)為42mm，游標尺示數(shù)為8×0.05mm＝0.40mm，游標卡尺示數(shù)為42mm＋0.40mm＝42.40mm.(2)選擇開關置于“×10”時指針的偏轉角度較大，說明電阻較小，所以應該換小倍率擋，換擋后需要短接調零，再次測量，故選A.(3)①題中電壓表量程太大，測量不精確．可用已知內阻的電流表A2與電阻箱串聯(lián)充當電壓表；因改裝后的電壓表內阻已知，可接成電流表外接；滑動變阻器用分壓電路，則電路圖如圖②由電路可知Rx＝eq\f(U,I)＝eq\f(I2（R0＋r2）,I1－I2)③電壓和電流均為真實值，所以無系統(tǒng)誤差．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)該銅導線直徑為1.5mm＋0