第42讲 重点实验：测量金属丝的电阻率（讲义）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第42讲重点实验：测量金属丝的电阻率

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 1

03、考点突破，考法探究 1

知识点一、理清原理与操作 2

知识点二、掌握数据处理方法 2

知识点三、注意实验细节 2

知识点四、做好误差分析 3

知识点五、实验关键重点解读 3

考向一.电表的选择与接法 3

考向二.不同形状导体电阻率的测量 7

04、真题练习，命题洞见 10

考情分析

2024·江西·高考物理第12题

2024·山东·高考物理第12题

2024·湖南·高考物理第12题

2024·江苏·高考物理第12题

复习目标

目标1.熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项。

目标2.掌握测金属丝电阻率的电路图、数据处理及误差分析。

知识点一、理清原理与操作

原理装置图

操作

要领

(1)测量直径：用螺旋测微器在金属导线三个不同位置各测一次直径(要估读)。

(2)电路连接：连接好伏安法测电阻的实验电路。

(3)测量长度：用毫米刻度尺测金属导线接入电路的有效长度3次(要估读)。

(4)测量U、I：改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应电流表、电压表的示数。

知识点二、掌握数据处理方法

1．求Rx的两种方法

计算法

用Rx＝eq\f(U,I)分别算出各次的数值，再取平均值

图像法

画出U-I图像，U-I图像的斜率等于Rx

2．计算电阻率

将记录的数据U、I、l、d的值代入电阻率计算式ρ＝Rxeq\f(S,l)＝eq\f(πd2U,4lI)。

知识点三、注意实验细节

1．先测直径，再连电路：为了方便，测量直径时应在金属导线连入电路之前测量。

2．电流表外接法：本实验中被测金属导线的阻值较小，故采用电流表外接法。

3．电流控制：电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线温度过高，导致电阻率在实验过程中变大。

知识点四、做好误差分析

1．偶然误差：金属导线的直径测量、长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差。

2．系统误差：(1)采用伏安法测量金属导线的电阻时，由于采用的是电流表外接法，测量值小于真实值，使电阻率的测量值偏小。

(2)由于金属导线通电后会发热升温，使金属导线的电阻率变大，造成测量误差。

知识点五、实验关键重点解读

本实验要求考生能根据实验原理以及所给实验器材，合理选择电流表、电压表和滑动变阻器。在选择实验器材时应按照仪表类型、精确度、仪表内阻、量程等方面，既全面又有所侧重地进行选择。高考还注重考查考生对本实验的迁移创新能力，要求善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。

考向一.电表的选择与接法

电表的选择

电流表的选择

思路一：根据电路中的最大电流来选择

思路二：根据用电器的额定电流来选择

电压表的选择

思路一：根据被测电阻上的最大电压来选择

思路二：根据电源电动势来选择

电表的接法

电流表和电压表选定以后，可根据eq\f(RV,Rx)和eq\f(Rx,RA)的大小关系判断应采用电流表内接法还是外接法

1．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某小组选择了一根粗细均匀、阻值约为5Ω的金属丝进行了测量。

(1)在测量了金属丝的长度L之后，小井同学用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图1所示，金属丝的直径d＝________mm。

(2)现有电源(电动势E为3.0V，内阻不计)、开关和导线若干，以及下列器材：

A．电流表(量程0～3A，内阻约0.05Ω)

B．电流表(量程0～0.6A，内阻约0.2Ω)

C．电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ)

D．滑动变阻器(0～10Ω，额定电流2A)

E．滑动变阻器(0～100Ω，额定电流1A)

为减小误差，且便于操作，在实验中电流表应选________，滑动变阻器应选________。(均选填器材前的字母)

(3)实验过程中，该同学依次记录了电流表和电压表的测量数据，如下表所示：

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.80

2.30

I/A

0.02

0.06

0.14

0.18

0.28

0.34

0.42

根据选取的器材和表格中的数据可知：该同学在实验中采用的是________。

A．分压电路、电流表内接

B．分压电路、电流表外接

C．限流电路、电流表内接

D．限流电路、电流表外接

(4)该同学根据自己采用的方法进行实验，若闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片至某一位置，读出电压表示数U、电流表示数I，则该金属丝电阻率的测量值ρ＝________(用L、d、U和I表示)。

(5)考虑到电表的内阻可能对实验产生系统误差，小平同学按照如图2所示电路，保持电压表左端接线位