第19讲 电学实验【四大题型】（举一反三）-备战2025年高考物理二轮复习讲练（新高考通用）（解析版）.docx

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第19讲电学实验

题型一导体电阻率的测量

题型二测量电源的电动势和内阻

题型三多用电表

题型四测量电阻的其他方法

课标要求

命题预测

重难点

1.熟悉“导体电阻率的测量”的基本原理及注意事项。

生活实践类：家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等

学习探究类：电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用多用电表测量电学中的物理量

（1）理解实验的误差分析和改进方法。

（2）测量定值电阻和判断二极管的正负极。

（3）掌握等效替代法、伏伏法、安安法、半偏法、电桥法等测电阻的方法并会进行相关实验设计。

2.掌握测金属丝电阻率的电路图、数据处理及误差分析。

3.掌握伏安法、伏阻法、安阻法测量电源电动势和内阻的原理及电路设计。

4.了解多用电表的构造和工作原理。

5.会用多用电表测量电压、电流。

导体电阻率的测量

导体电阻率的测量

题型一

【典型例题剖析】

【例1】(2023·浙江杭州市一模)小明同学猜想影响导体电阻的因素可能有导体的长度、横截面积及材料等。为论证自己的猜想并定量研究导体电阻与相关因素的关系，找来如图甲所示仪器。图中电表内阻对电路的影响不计；木板上固定了AB、BC、CD、DE四段金属丝，AB、BC、CD三段为镍铬合金丝，DE段为铁丝。AB、BC段相比，横截面积相同，长度之比为1∶2；BC、CD段相比，长度相同，横截面积之比为1∶2；BC、DE段相比，除材料不同，长度、横截面积均相同。

(1)若要研究导体电阻是否与横截面积有关，须选择________和________(均选填“AB”“BC”“CD”或“DE”)两段金属丝研究。

(2)现已完成部分电路连接，若要用电压表测量BC段金属丝两端电压，试在图甲中画出曲线代替导线完成电路图连接。

(3)完成上述实验之后，该同学进一步测量了镍铬合金丝的电阻率。先用游标卡尺测量BC段金属丝的直径D，如图乙所示，则直径D＝________mm。

(4)完成上述步骤之后，将电压表一端接在B点，另一端接在BC段金属丝的P点(图中未画出)，测出电压U，同时测出PB之间的距离d，改变P点位置多次测量，获得一系列U、d数据并画出U－d图像，测算出图像的斜率为k。为测出镍铬合金丝的电阻率，你觉得还要测量的物理量是_______，计算电阻率的表达式为_______(用题中涉及的物理量和测量的物理量表示)。

【答案】(1)BCCD(2)见【详解】图(3)0.4(4)电流Ieq\f(πkD2,4I)

【详解】(1)若要研究导体电阻是否与横截面积有关，须保证所选择的金属丝的横截面积不同而其他因素相同，故应选择BC和CD两段金属丝研究；

(2)曲线代替导线完成电路图连接如图所示；

(3)由题图乙可知BC段金属丝的直径为

D＝0＋4×0.1mm＝0.4mm；

(4)由电阻的决定式和定义式得R＝eq\f(ρd,S)，R＝eq\f(U,I)

结合题中所测量的物理量有S＝π(eq\f(D,2))2，k＝eq\f(U,d)

可得ρ＝eq\f(πkD2,4I)，可知还要测量的物理量是电流I。

【高考考点对接】

1．实验原理(如图所示)

由R＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)，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。

(6)将测得的R、l、d值，代入公式ρ＝eq\f(πd2R,4l)中，计算出金属丝的电阻率。

4．求R的平均值时可用两种方法

(1)用R＝eq\f(U,I)分别算出各次的数值，再取平均值。

(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，