2025版高考物理一轮复习讲义含答案解析 第十章　第4课时　实验十一：导体电阻率的测量.pdfVIP

第4课时实验十一：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.掌握测金属丝电阻率的

电路图、数据处理及误差分析。

考点一实验技能储备

1．实验原理(如图所示)

2

lRSπdR

由R＝ρ得ρ＝＝，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

Sl4l

求出金属丝的电阻率ρ。

2．实验器材

被测金属丝，直流电源(4V)，电流表(0～0.6A)，电压表(0～3V)，滑动变阻器(0～50Ω)，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，反复测量多次，求出其平均值l。

(4)把滑动变阻器的滑片调到最左(选填“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。

2

πdR

(6)将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝中，计算出金属丝的电阻率。

4l

4．求R的平均值时可用两种方法

U

(1)用R＝分别算出各次的数值，再取平均值。

I

(2)用U－I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，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，反复测量多次，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。

(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0～0.6A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RR，由R＝

测真

l

ρ，知ρρ。

测真

S

(3)通电电流过大、时间过长，致使金属丝发热，电阻率随之变化带来误差。

例1(2023·江苏常州市期末)小李同学在网络上看到了2B铅笔造假的新闻，猜想假笔芯的

含碳量小，电阻率会小些。他想知道自己正在用的2B铅笔是否有质量问题，于是截取了一

段长为l＝13cm的样品进行实验。

(1)小李用游标卡尺测量2B铅笔芯的直径，如图甲所示，其读数d＝________mm；

(2)小李采用了如图乙所示的电流表外接法进行实验，想增加电压和电流的调节范围，多测几

组数据，请在相应位置添加或删除导线，将电路连接完整；

(3)连接好电路后小李根据测得的数据画出U－I图线，然后又将电流表改为内接，在同一个

坐标系画出了另一条不一样的U－I图线，在图丙中将两条U－I图线画出；

(4)通过图像分析可知，采用电流表____________(填“外接法”或“内接法”)误差较小。

(5)根据以上测量，可以计算出铅笔芯的电阻率为________Ω·m(π取3.14，结果保留两位有效

数字)。

答案(1)2.5(2)见解析图(3)见解析图(4)外接法(5)2.5×10－4

解析(1)根据游标卡尺的读数规则，可知2B铅笔芯直径的读数为

d＝2mm＋5×0.1mm＝2.5mm

(2)想增加电压和电流的调节范围，多测几组数据，则滑动变阻器采用分压式接法，如图(a)

所示

(3)根据测得的数据画出U－I图线如图(b)所示

(4)由于采用电流表的外接法，显然是电压表的分流造成的误差，即电流的测量值大于真实值，

电阻的