實(shí)驗(yàn)8　測(cè)量金屬的電阻率-2023年高考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)（解析版）

備戰(zhàn)2023年高考物理實(shí)驗(yàn)專題突破

實(shí)驗(yàn)08測(cè)量金屬的電阻率

咨思維突破

6掌握螺旋測(cè)微器和游標(biāo)卡尺的原理及讀數(shù)方法__________________________

而詡②掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)蒜

--------L③會(huì)用伏安法測(cè)電阻,并能測(cè)定金屬的電阻率

根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)量出金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度L和它的直徑4,計(jì)算出導(dǎo)線

「醫(yī)監(jiān)原司的橫截面積S,并用伏安法測(cè)出金屬導(dǎo)線的電阻R,即可計(jì)算出金屬導(dǎo)線的電阻率

.、被測(cè)金屬導(dǎo)線，直流電源(4V),電流表(O~O.6A),電壓表(0~3V),滑動(dòng)變阻器

一'乂實(shí)驗(yàn)器材卜~(50。)，開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干,螺施測(cè)微器，毫米刻度尺

①用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，

求出其平均值d__________________________________________

②接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路______________________________

③用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，反復(fù)

測(cè)量三次,求出平均值/

④把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置

⑤改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示

數(shù)/和U的值,記錄在表格內(nèi)

⑥拆除實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材

后^原型突破

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法；掌握螺旋測(cè)微器的使用方法和讀數(shù)

方法。

2.掌握控制電路的連接方法，會(huì)用伏安法測(cè)電阻，測(cè)量金屬的電阻率。

二、實(shí)驗(yàn)原理

由電阻定律仁02，得。=—,可知需要測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度/和它的直徑M并計(jì)算出

S1

橫截面積S,并用伏安法測(cè)出電阻用，即可計(jì)算出金屬的電阻率。用伏安法測(cè)金屬絲的電阻

的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲、乙所示。

三、實(shí)驗(yàn)器材

被測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器、毫米刻度尺、電池組、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、

導(dǎo)線若干。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.直徑測(cè)定：用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑，求出其

平均值4計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S=E

4

2.電路連接：按實(shí)驗(yàn)原理電路圖甲或乙連接好電路。

3.長(zhǎng)度測(cè)量：用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，反復(fù)測(cè)量3

次，求出其平均值7o

4.〃、、/測(cè)量：把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使其接入電路中的電阻值最大的位置，電路

經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電

壓表的示數(shù)/和〃的值，記入表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S。

5.拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材。

五、數(shù)據(jù)處理

1.在求花的平均值時(shí)可用兩種方法

(1)用凡=:分別算出各次的阻值，再取平均值。

(2)用〃一/圖線的斜率求出阻值。

2.計(jì)算電阻率

將記錄的數(shù)據(jù)凡、Kd的值代入電阻率計(jì)算式。=用9=工嗎

1MI

六、誤差分析

1.金屬絲的橫截面積是利用直徑計(jì)算而得的，直徑的測(cè)量是產(chǎn)生誤差的主要來(lái)源之一。

2.采用伏安法測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于采用的是電流表外接法，測(cè)量值小于真實(shí)值,

使電阻率的測(cè)量值偏小。

3.金屬絲的長(zhǎng)度測(cè)量、電流表和電壓表的讀數(shù)等會(huì)帶來(lái)偶然誤差。

4.由于金屬絲通電后發(fā)熱升溫，會(huì)使金屬絲的電阻率變大，造成測(cè)量誤差。

七、注意事項(xiàng)

1.本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻值較小，因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法。

2.測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，是指測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長(zhǎng)度,

亦即電壓表兩端點(diǎn)間的待測(cè)導(dǎo)線長(zhǎng)度，測(cè)量時(shí)應(yīng)將導(dǎo)線拉直，反復(fù)測(cè)量三次，求其平均值。

3.測(cè)金屬導(dǎo)線直徑一定要選三個(gè)不同部位進(jìn)行測(cè)量，求其平均值。

4.采用圖甲所示電路時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于最左端；若采用

圖乙所示電路，閉合開(kāi)關(guān)S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片置于最右端。

5.在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，通過(guò)待測(cè)導(dǎo)線的電流/不宜過(guò)大(電流表用O?0?6A量程)，

通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸增大。

1.伏安法

外接法

電路圖

內(nèi)接法

特點(diǎn)：大內(nèi)小外(內(nèi)接法測(cè)量值偏大，測(cè)大電阻時(shí)應(yīng)用內(nèi)接法測(cè)量，外接法測(cè)量值偏小，測(cè)

小電阻時(shí)應(yīng)采用外接法測(cè)量).

2.伏伏法

若電壓表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表和定值電阻來(lái)使用.

(1)如圖甲所示，兩電壓表的滿偏電流接近時(shí)，若已知%的內(nèi)阻用，則可測(cè)出匕的內(nèi)阻尼

(2)如圖乙所示，兩電壓表的滿偏電流入《九時(shí)，若已知K的內(nèi)阻片，Vl并聯(lián)一定值電阻

R?&

-?—?—

3.安安法

若電流表內(nèi)阻已知，則可將其當(dāng)作電流表、電壓表以及定值電阻來(lái)使用.

(1)如圖甲所示，當(dāng)兩電流表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí)，如果已知Al的內(nèi)阻用，則可測(cè)得

人的內(nèi)阻尼=2.

(2)如圖乙所示，當(dāng)兩電流表的滿偏電壓鬼》見(jiàn)時(shí)，如果已知Al的內(nèi)阻用，Al串聯(lián)一定值電

阻凡后，同樣可測(cè)得人的電阻A=+硝.

4.半偏法

(1)實(shí)驗(yàn)原理(如圖)：

(2)實(shí)驗(yàn)步驟：

①川阻值調(diào)至最大，閉合S”調(diào)節(jié)片的阻值使函數(shù)達(dá)滿偏值.

②保持人阻值不變，閉合，，調(diào)節(jié)后使?示數(shù)達(dá)滿偏值的一半，同時(shí)記錄用的值.

③(測(cè)=心

(3)誤差分析：

閉合工后，尺與4的并聯(lián)值"小凡，所以/總＞卻而此時(shí)?的示數(shù)為∣i,所以心＞(,所以

MR”，即用爾用.

只有當(dāng)用》用(4》用)時(shí)，3Rr

說(shuō)明：片》《、片》用為選擇器材提供了依據(jù)，即用應(yīng)選阻值大的電阻；在安全范圍內(nèi)電源

應(yīng)選電動(dòng)勢(shì)大的.

【例1】（2022,天津南開(kāi)?三模）通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量某金屬絲的電阻率。

b

-6V12V

直流電源

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑，測(cè)量示數(shù)如圖1所示，可得金屬絲直徑的測(cè)量值

d-mm；

（2）將該金屬絲繞在陶瓷管上，電阻值約為25Q。除了開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供了以下

實(shí)驗(yàn)器材：

直流電源：電動(dòng)勢(shì)6V和12V,內(nèi)阻不計(jì)

電流表A：量程0~0.6A,內(nèi)阻約為。.1Ω

量程0?3A,內(nèi)阻約為0Q2Q

電壓表V：量程0~3V,內(nèi)阻約為3kQ

量程0?15V,內(nèi)阻約為15kC

滑動(dòng)變阻器R：最大阻值為10Ω

為較準(zhǔn)確測(cè)量該金屬絲的阻值，某同學(xué)用所給器材組成實(shí)驗(yàn)電路，如圖2所示。圖中的.、

6、C三條導(dǎo)線中有一條連接有誤，該導(dǎo)線是（填寫導(dǎo)線編號(hào)）；

（3）正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器的（填"左

端"或"右端"）;

（4）若測(cè)得金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng),直徑為d,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為/,不考慮電流

表和電壓表內(nèi)阻的影響，則金屬絲的電阻率P=。

【答案】0.730b左端電N

4IL

【解析】（1）⑴金屬絲直徑的測(cè)量值為

d-0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm

（2）[2仍導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，應(yīng)將其上端接至滑動(dòng)變阻器的右下接線柱上。

（3）⑶正確連接后，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器的左端，從而

使閉合開(kāi)關(guān)之后分壓部分電路電壓為從零開(kāi)始變化。

（4）⑷根據(jù)歐姆定律有

根據(jù)電阻定律有

Ry

解得

πd2U

P=

ML

＞創(chuàng)新突破

半偏法是一種科學(xué)巧妙的測(cè)定電表內(nèi)阻的方法，常見(jiàn)的有半偏電流法和半偏電壓法.半偏電

流法是利用電流表指針半偏來(lái)測(cè)定電流表內(nèi)阻的方法；半偏電壓法是利用電壓表指針半偏來(lái)

測(cè)定電壓表內(nèi)阻的方法.其實(shí)驗(yàn)電路圖及操作步驟如下表所示：

電路圖操作步驟______________________

J—?-1

①心阻值調(diào)至最大，斷開(kāi)S2、閉合S∣,調(diào)節(jié)Ro,使電流

測(cè)量電流表?滿偏為/o;

表內(nèi)阻I②保持RO不變，閉合S2,調(diào)節(jié)R,使電流表0讀數(shù)為爭(zhēng)

③由上得Rx=R.

(Ro?RA)______

①閉合S,調(diào)節(jié)電阻箱阻值為幻時(shí)，測(cè)得。表示數(shù)為

-?~

測(cè)量電壓

表內(nèi)阻②改變電阻箱阻值為出時(shí)，測(cè)得。表示數(shù)為4；

（電源內(nèi)阻不計(jì)）③由上得RV=_______________________________

[例2]（2022?江蘇南通?三模）某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量一新材料制成的粗細(xì)均勻金屬絲的電阻率,

金屬絲的長(zhǎng)度已知。

甲

（1）用螺旋測(cè)微器量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖所示，其直徑為mm。

（2）用多用電表粗測(cè)金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻"χlθ"擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，進(jìn)行一

系列正確操作后，指針靜止時(shí)位置如圖乙所示，其讀數(shù)為Q0

（3）為了精確地測(cè)量金屬絲的電阻4,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：

A.電流表A∣（量程500μA,內(nèi)阻lkΩ）

B.電流表A2（量程0.3A,內(nèi)阻約0.1Ω）

C.滑動(dòng)變阻器α（0~5Ω,額定電流1.0A）

D.滑動(dòng)變阻器&（O-1Ω,額定電流IQA）

E.電阻箱R（阻值范圍為0~9999.9Ω）

E電源（電動(dòng)勢(shì)3QV,內(nèi)阻約0.2Q）

G.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

①實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖丙所示。由于沒(méi)有電壓表，需要把電流表Al串聯(lián)電阻箱

R改為量程為3V的電壓表，則電阻箱的阻值調(diào)為Qo滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇

（選填"4"或"為"）

②正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得5組電流表A-A?的值4，I2,數(shù)

據(jù)見(jiàn)下表。請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在方格紙上作出人-八圖像，并由圖像求出

R、=Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字），進(jìn)而可以求出金屬絲的電阻率。

3

Z1∕×10μA0.1210.1650.2180.2660.306

I2/A0.1000.1500.1900.2300.280

③關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，下列說(shuō)法正確的是

A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

B.用L-八圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出金屬絲阻值可以減小偶然誤差

C.需要將得到的幾組電表示數(shù)取平均值以減小誤差

D.為減小讀數(shù)時(shí)的誤差，電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)多估讀幾位數(shù)

【答案】1.700(1.698~1,702)6.05000.0Rl

(6.6~7.6)B

【解析】（1）⑴根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則可知

d=1.5mm+20.0×0.01mm=1.700mm

（2）⑵由題意，當(dāng)用〃xlθ

"擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，說(shuō)明被測(cè)電阻很小，應(yīng)該換用低倍率電阻擋，即“χl"擋，由

題圖乙可知讀數(shù)為6.0Ω（歐姆擋不需要估讀）。

（3）①⑶當(dāng)電流表Al滿偏時(shí)，兩端電壓為

4=∕g4=0.5V

因此需要把電阻箱的阻值調(diào)為

U-U

R=-------e=5000.0Ω

4

⑷滑動(dòng)變阻器K和&的最大阻值都小于待測(cè)金屬絲的阻值,則用分壓式接法，當(dāng)選擇々時(shí),

回路中的最大電流

5÷6

約等于滑動(dòng)變阻器4的額定電流。

當(dāng)選擇用時(shí)，回路內(nèi)的最小電流約為

--------A>1A

超過(guò)滑動(dòng)變阻器&的額定電流，因此選擇4、

②⑸根據(jù)表格中數(shù)據(jù)作出人-人圖像如下

⑹根據(jù)電路圖，有

Il(ri+R)=(l2-Il)Rx

因?yàn)?2遠(yuǎn)大于，，故

∕∣α+κ)=∕√ζ

得

∕l=-^∕2

2

,r}+R

根據(jù)圖像的斜率可得

?=XlO^XlO-

4+R0.190

解得

∕?=6.7Ω

③⑺

A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)，由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，A錯(cuò)誤；

B.川人一八圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出金屬絲阻值可以減小偶然誤差，B正確；

C.得到的幾組電表示數(shù)后，應(yīng)先分別用對(duì)應(yīng)電表示數(shù)求出待測(cè)電阻，再求電阻的平均值，

或者根據(jù)幾組電表示數(shù)作出對(duì)應(yīng)圖像，以減小誤差，C錯(cuò)誤；

D.讀數(shù)時(shí)只需估讀到分度值的下一位，多估讀幾位數(shù)沒(méi)有意義，不可以減小誤差，D錯(cuò)誤。

故選B.

【例3】（2022?天津?耀華中學(xué)一模）某同學(xué)欲測(cè)量一阻值大約為10Q,粗細(xì)均勻的金屬線的

電阻率。實(shí)驗(yàn)桌上除游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下器材可供選擇：

A.電源E（電動(dòng)勢(shì)為6.0V）

B.電壓表V（量程為0~6V,內(nèi)阻約為8kΩ）

C.電流表Al（量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.2Ω）

D.電流表A?（量程3A,內(nèi)阻約0.05Q）

E.滑動(dòng)變阻器&（最大阻值5Ω,額定電流2A）

①用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑D如圖甲所示，讀數(shù)。=mm。

30

25

20

15

②測(cè)量導(dǎo)電材料的電阻時(shí)，為了便于調(diào)節(jié)，測(cè)量盡可能地準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用

（填所選儀器前的字母符號(hào)），選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，在圖乙方框內(nèi)把實(shí)驗(yàn)原理

圖補(bǔ)充完成，把器材符號(hào)標(biāo)在電路圖上。

【答案】0.730C

【解析】①⑴測(cè)量值（毫米）=固定刻度數(shù)（毫米）+可動(dòng)刻度數(shù)（估讀一位）

D=0.5mm+0.230mm=0.730mm

②⑵根據(jù)

可知，電路中最大電流僅為0.6A,故選C。

⑶由于滑動(dòng)變阻器最大阻值小于待測(cè)電阻，故采用分壓式接法；而根據(jù)

y∣RλRγ=40Ω>∕C=10Ω

故電阻為小電阻，采用電流表外接法，如此得到的電路圖如下圖所示。

<Y>

真題簪Iθ22?遼寧?高考真題）某同學(xué)要將一小量程電流表（滿偏電流為250"A,內(nèi)阻為1.2kΩ）

改裝成有兩個(gè)量程的電流表，設(shè)計(jì)電路如圖（。）所示，其中定值電阻凡=40。，Λ2=360ΩO

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接/端時(shí)，該電流表的量程為0?mA;

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S接8端時(shí)，該電流表的量程比接在4端時(shí)（填"大"或"小"）

（3）該同學(xué)選用量程合適的電壓表（內(nèi)阻未知）和此改裝電流表測(cè)量未知電阻凡的阻值,

設(shè)計(jì)了圖（b）中兩個(gè)電路。不考慮實(shí)驗(yàn)操作中的偶然誤差，則使用（填“甲"

或"乙"）電路可修正由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。

【解析】（1）［1］由圖可知當(dāng)S接力時(shí):匕和&串聯(lián)接入電路，和電流表并聯(lián)，滿偏時(shí)電流

表兩端的電壓為

63

Um=∕mr=250×10^×1.2×10V=0.3V

此時(shí)燈和處的電流為

--A=0.75×10^3A=0.75mA

/?,+R240+360

所以總電流為

/總=〃+/=ImA

即量程為O~lmA0

(2)⑵當(dāng)開(kāi)關(guān)S接8端時(shí)，由圖可知Q和電流表串聯(lián)再和心并聯(lián)，由于和電流表并聯(lián)的

電阻變小，當(dāng)電流表滿偏時(shí)，流過(guò)處的電流變大，干路電流變大，即量程變大；所以比接

在Z端時(shí)大。

(3)[3]圖甲是電流表的外接法，誤差是由于電壓表的分流引起的；圖乙是電流表的內(nèi)接法,

誤差是由于電流表的分壓引起的，因?yàn)轭}目中電壓表電阻未知，故采用圖乙的方法可以修正

由電表內(nèi)阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。

2?(2022?湖北?高考真題)某探究小組學(xué)習(xí)了多用電表的工作原理和使用方法后，為測(cè)量一

種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。

(1)該小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑。,示數(shù)如圖甲所示,其讀數(shù)為mm。

再用游標(biāo)卡尺測(cè)得其長(zhǎng)度A。

圖圖乙

(2)該小組用如圖乙所示的電路測(cè)量該圓柱形電阻RX的阻值。圖中電流表量程為0.6A、

內(nèi)阻為L(zhǎng)OQ,定值電阻&的阻值為20.0Q,電阻箱火的最大阻值為999.90。首先將置于

位置1,閉合Si,多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對(duì)應(yīng)讀數(shù)/,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。

?

R∕ΩI/K

I/A1

5.00.4142.42

10.00.3522.84

15.00.3083.25

20.00.2723.68

25.00.2444.10

30.00.2224.50

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中繪制出;-R圖像。再將S2置于位置2,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.400A。

根據(jù)圖丙中的圖像可得凡=Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。最后可由表達(dá)式。=—得

到該材料的電阻率（用。、L、（表示）。

（3）該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的;圖像，還可以求得電源電動(dòng)勢(shì)E=V,

內(nèi)阻『=Q。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（4）持續(xù)使用后，電源電動(dòng)勢(shì)降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置,

測(cè)得電路的電流，仍根據(jù)原來(lái)描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測(cè)量值會(huì)（選填"偏大"、

"偏小"或"不變

【答案】3.7006.0QR-123.0偏大

4L

【解析】（1）[1]用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱形電阻的直徑其讀數(shù)為

3.5mm+0.01mm×20.0=3.700mm

（2）（3）[2]⑶⑷⑸由電路可知，當(dāng)將S2置于位置1,閉合Sl時(shí)

E=1（T?A++r÷7?）

即

I=IKlRA+與+.

IEE

由圖像可知

14.9-2.0

~E~—35-

解得

E=12V

RA+4+.=2

E一

解得

r-3.0Ω

再將S2置于位置2,此時(shí)電流表讀數(shù)為0.4OoA,則

E=I(r+Λo+T?A+7?v)

解得

Rx=6.0Ω

根據(jù)

?LL

R*=p-^=p-?------

S-TtD2

4

解得

πD2R

P=--------

4L

（3）由（2）可知

E=12V

r—3.0Ω

（4）根據(jù)表達(dá)式

E=l'(r+R0+R,?+Rχ)

因電源電動(dòng)勢(shì)變小，內(nèi)阻變大，則當(dāng)安培表由相同讀數(shù)時(shí)，得到的號(hào)的值偏小，即&測(cè)量

值偏大。

3.（2022?浙江?高考真題）（1）探究滑動(dòng)變阻器的分壓特性，采用圖1所示的電路，探究滑

片P從力移到8的過(guò)程中，負(fù)載電阻R兩端的電壓變化。

①圖2為實(shí)驗(yàn)器材部分連線圖，還需要.（選填“、bf?fii、龍、Ce或Cg）連線。

②圖3所示電壓表的示數(shù)為.

S3

③已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值Ro=IOd額定電流∕=1.0A°選擇負(fù)載電阻R=IoQ,以R兩端

電壓U為縱軸，器為橫軸（X為Np的長(zhǎng)度，Z為48的長(zhǎng)度），得到U-I分壓特性曲線為

圖4中的T；當(dāng)R=IOoQ,分壓特性曲線對(duì)應(yīng)圖4中的.（選填"∏"或WIlr）；則滑動(dòng)變阻器

最大阻值的選擇依據(jù)是—O

（2）兩個(gè)相同的電流表Gl和G2如圖5所示連接，晃動(dòng)Gl表，當(dāng)指針向左偏時(shí)，靜止的G2

表的指針也向左偏，原因是—O

A.兩表都是"發(fā)電機(jī)"

B.Gl表是"發(fā)電機(jī)”,G2表是“電動(dòng)機(jī)"

C.Gl表和G2表之間存在互感現(xiàn)象

D.Gl表產(chǎn)生的電流流入Gz表，產(chǎn)生的安培力使Gz表指針偏轉(zhuǎn)

圖5

【答案】af,fd,ce1.50±0.02IIR0<RBD##DB

【解析】（1）⑺依原理圖可知，還需要q/；"、ce連線；

⑵依題意，所示電壓表的示數(shù)為1.50V,考慮到偶然誤差（L50±0.02）V也可：

[3]假定月P部分的電阻為火'，R'分別與IoQ與100Ω并聯(lián)再與8尸部分的電阻串聯(lián)：由于相

同的R與IoOQ并聯(lián)后的電阻較與IoQ并聯(lián)后的電阻大，則根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，

滑片在相同位置下，負(fù)載電阻越大，其兩端電壓越大；即在相同橫坐標(biāo)下，此時(shí)負(fù)載IOOQ

時(shí)，電壓表的示數(shù)應(yīng)該較曲線為圖4中的T來(lái)得大，故應(yīng)該選"1【”。

⑷由上述分析可知，對(duì)于不同的負(fù)載電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭時(shí)負(fù)載兩端的電壓變化規(guī)律不同，

當(dāng)負(fù)載電阻小于滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí)，負(fù)載電阻兩端電壓隨滑動(dòng)觸頭的變化而更迅速變化;

當(dāng)負(fù)載電阻大于滑動(dòng)變阻器最大阻值時(shí)，負(fù)載電阻兩端電壓隨滑動(dòng)觸頭的變化而更加平穩(wěn)變

化，從而獲得更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。所以，在保證電路安全的情況下，滑動(dòng)變阻器最大阻值的選

擇依據(jù)是相比負(fù)載電阻越小越好，即R。＜R

（2）⑸據(jù)題意可知：電流表主要部件是永久磁鐵和帶有指針的線圈，Gl和G2用導(dǎo)線連接

起來(lái).當(dāng)晃動(dòng)動(dòng)Gl時(shí)，相當(dāng)于Gl中的線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；由

于兩個(gè)電表構(gòu)成了閉合電路，則電流會(huì)通過(guò)G2表中的線圈，而該線圈處于磁場(chǎng)中，由于通

電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用，G2的指針也會(huì)偏轉(zhuǎn)；則Gl表相當(dāng)于"發(fā)電機(jī)"，G2表相當(dāng)于"電

動(dòng)機(jī)”，故AC錯(cuò)誤，BD正確。

故選BD0

4.（2022?浙江?高考真題）小明同學(xué)根據(jù)圖1的電路連接器材來(lái)“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素

的定量關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí)多次改變合金絲甲接入電路的長(zhǎng)度/、調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，使電流

表的讀數(shù)/達(dá)到某一相同值時(shí)記錄電壓表的示數(shù)U,從而得到多個(gè)半的值，作出亍-/圖像，

如圖2中圖線a所示。

5

圖3

（1）在實(shí)驗(yàn)中使用的是（選填"0~20Q"或"0~200Q"）的滑動(dòng)變阻器。

（2）在某次測(cè)量時(shí)，量程為3V電壓表的指針位置如圖3所示，則讀數(shù)U=Vo

（3）已知合金絲甲的橫截面積為7QχUy8m2,則合金絲甲的電阻率為Q?m（結(jié)果保

留2位有效數(shù)字）。

（4）圖2中圖線b是另一根長(zhǎng)度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后采用同樣的

方法獲得的亍-/圖像，由圖可知合金絲甲的橫截面積（選填"大于"、"等于"或"小于"）

合金絲乙的橫截面積。

【答案】0-20Ω1.32（1.31~1.34）l.l×10-6（0.90×10-6-1.3×10?6）小于

【解析】（1）[1]由實(shí)驗(yàn)原理可知

而由圖像可知待測(cè)電阻最大約為8Ω

，為了使電壓表有明顯的讀數(shù)變化，則滑動(dòng)變阻器的阻值不能太大，故選0~20Q比較合適;

（2）⑵量程為3V的電壓表,精度為0.1V,估讀到0.01V,則電壓為1.32V（1.31~1.34）;

（3）⑶根據(jù)電阻定律有

Up

—=A=-I

IxS

則*圖像的斜率為

k=2

S

可得合金絲甲的電阻率為

p=fcS=-ZdΞlL×7,0×10-8(Ω?m)≈l.l×10-6(Ω?m)

0.44-0.20

（4）[4]另一根長(zhǎng)度相同、材料相同的合金絲乙與合金絲甲并聯(lián)后，電阻率不變，而橫截

面積變?yōu)?/p>

S'=S+SL

由圖2中圖線b可得

J1.1x10'

≈26.6×10'8m2

~k~2.2-1.0

0.44-0.15

解得

S乙=S'-S≈H9.6χlO*m2>S

故合金絲甲的橫截面積小于合金絲乙的橫截面積。

5.（2022?廣東?高考真題）彈性導(dǎo)電繩逐步成為智能控制系統(tǒng)中部分傳感器的敏感元件，某

同學(xué)測(cè)量彈性導(dǎo)電繩的電阻與拉伸后繩長(zhǎng)之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

（1）裝置安裝和電路連接；如圖（a）所示，導(dǎo)電繩的一端固定，另一端作為拉伸端，兩端

分別用帶有金屬夾A、B的導(dǎo)線接入如圖（b）所示的電路中。

（2）導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度L及其電阻&的測(cè)量

①將導(dǎo)電繩拉伸后，用刻度尺測(cè)量并記錄A、B間的距離，即為導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度心

②將滑動(dòng)變阻器R的滑片滑到最右端。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)Sz,閉合開(kāi)關(guān)3,調(diào)節(jié)衣,使電壓表和電

流表的指針偏轉(zhuǎn)到合適位置。記錄兩表的示數(shù)U和刀。

③閉合S2,電壓表的示數(shù)（選填"變大"或"變小調(diào)節(jié)R使電壓表的示數(shù)仍為

U,記錄電流表的示數(shù)/2,則此時(shí)導(dǎo)電繩的電阻止=（用/八/2和U表示）。

④斷開(kāi)3,增大導(dǎo)電繩拉伸量，測(cè)量并記錄A、B間的距離，重復(fù)步驟②和③。

（3）該電壓表內(nèi)阻對(duì)導(dǎo)電繩電阻的測(cè)量值（選填"有"或"無(wú)"）影響。

（4）圖Il（C）是根據(jù)部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪的質(zhì)-L圖線。將該導(dǎo)電繩兩端固定在某種機(jī)械臂

上，當(dāng)機(jī)械臂彎曲后，測(cè)得導(dǎo)電繩的電阻以為1.33kQ,則由圖線可讀出導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)

度為cm,即為機(jī)械臂彎曲后的長(zhǎng)度。

U

【答案】變小-~~-無(wú)51.80

,2~1?

【解析】（2）⑴閉合S2后，并聯(lián)部分的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電壓表的示數(shù)

變小。

⑵加在導(dǎo)電繩兩端的電壓為U,流過(guò)導(dǎo)電繩的電流為上一/人因此導(dǎo)電繩的電阻

（3）⑶在閉合S2之前，電流表//的示數(shù)包括定值電阻的電流和電壓表分得的電流，閉合

S2之后，加在電壓表兩端的電壓保持不變，因此流過(guò)電壓表和定值電阻的總電流仍為"故

流過(guò)導(dǎo)電繩的電流是/2—〃，與電壓表內(nèi)阻無(wú)關(guān)，電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。

（4）[4]由圖C可知，導(dǎo)電繩拉伸后的長(zhǎng)度為51.80cm。

模擬突破

1.（2022?江蘇南京?高三開(kāi)學(xué)考試）某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量一段粗細(xì)均勻的金屬絲出的電阻率。

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)待測(cè)金屬絲的直徑如圖甲所示，可知該金屬絲的直徑d=mm。

（2）用多用電表粗測(cè)金屬絲的阻值。當(dāng)用電阻"χlθ"擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，進(jìn)行一

系列正確操作后，指針靜止時(shí)位置如圖乙所示，其讀數(shù)為Ω..

（3）為了更精確地測(cè)量金屬絲的電阻率，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:

A.電流表A（量程0.6A,內(nèi)阻為IQQ）

B.保護(hù)電阻&

C.電源（輸出電壓恒為6V）

D.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

①實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的測(cè)量電路如圖丙所示，調(diào)節(jié)接線夾在金屬絲上的位置，測(cè)出接入電路中

金屬絲的長(zhǎng)度閉合開(kāi)關(guān)，記錄電流表讀數(shù)/。

②改變接線夾位置，重復(fù)①的步驟，測(cè)出多組，與/的值。根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，作出如圖丁

所示的圖線，可得&=Ω,金屬絲的電阻率P=Ω-m（結(jié)果均保留2位有效數(shù)

O0.10.2030.40.50.60.7Llm

T

③關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差，下列說(shuō)法正確的是.

A.電表讀數(shù)時(shí)為減小誤差應(yīng)多估讀幾位

B.用圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差

C.考慮電流表內(nèi)阻的影響，電阻率的測(cè)量值大于真實(shí)值

【答案】0.40012.0112.6x10-6（2.4×10^6~2.7×10^6）B

【解析】（1）口］根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為

0+0.01×40.0mm=0.400mm

（2）⑵當(dāng)用電阻"xlθ"擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，表明電阻過(guò)小，為了減小讀數(shù)的偶

然誤差，換用"xl"擋，則指針靜止時(shí)位置的讀數(shù)為

12.O×1Ω=12.OΩ

（3）②⑶⑷根據(jù)閉合電路歐姆定律有

I=U

RX+R0+RA

根據(jù)電阻的決定式有

解得

1=4..L+&+RN

1TrUd2U

根據(jù)圖像有

_4.0A'-2.0A'4+RA-nA.l

πUd20.58m'U

解得

&=11Ω,p=2.6×10-6Ω?m

③⑸A.電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)該根據(jù)量程確定精度，由出現(xiàn)不精確的位次選擇估讀的位次，因此電

表讀數(shù)時(shí)多估讀幾位并不能減小誤差，A錯(cuò)誤；

B.圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，能夠盡量利用到更多的數(shù)據(jù)，減小實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的偶然誤差，即用

圖像求金屬絲電阻率可以減小偶然誤差，B正確；

C.根據(jù)上述分析過(guò)程，電阻率是根據(jù)圖線的斜率求解的，令斜率為％,即

πUd-

可見(jiàn)電阻率的測(cè)量值與是否考慮電流表的內(nèi)阻無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤。

故選Bo

2.（2022?山東臨沂?高三開(kāi)學(xué)考試）某同學(xué)在物理課后自行嘗試實(shí)驗(yàn)，他首先將電池、開(kāi)關(guān)、

燈泡用導(dǎo)線連接成一個(gè)簡(jiǎn)單電路，之后利用如圖甲所示的器材設(shè)計(jì)元件連入電路，使其能改

變燈泡的亮度。器材有：①大晾衣夾；②小晾衣夾；③銀銘合金絲（直徑為2mm,長(zhǎng)度

為1.5m）；④鑰匙；⑤筷子；⑥兩端各固定一枚小釘子的紙筒（直徑約為4cm,長(zhǎng)度約為

25cm）o另外備有絕緣漆、小刀。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①先將合金絲上涂上絕緣漆，再把合金絲的一端固定在一枚釘子上，然后將合金絲繞在紙

筒上，最后將合金絲的另一端固定在紙筒另一端的釘子上，如圖乙所示。用大晾衣夾將紙筒

固定在桌面上。

②將鑰匙穿在筷子上，鑰匙的一端與合金絲接觸（接觸處絕緣漆已刮掉），利用小晾衣夾將

筷子固定在紙筒上邊。

③將上述元件串聯(lián)接入電路，導(dǎo)線固定在筷子的一個(gè)端點(diǎn)和一枚釘子上，當(dāng)鑰匙沿筷子移

動(dòng)時(shí)，合金絲接入電路的阻值發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)變阻的功能，則燈泡的亮度發(fā)生變化。

回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)中必須為金屬材質(zhì)的是。

A.大晾衣夾B.小晾衣夾C.鑰匙D.筷子

（2）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將一根導(dǎo)線與筷子右端連接，另一根導(dǎo)線與紙筒上左端的釘子連接，則

向（填"左"或"右"）移動(dòng)匙，燈泡將變亮。

（3）若在移動(dòng)鑰匙的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)燈泡時(shí)亮?xí)r滅，則為了實(shí)現(xiàn)燈泡亮度變化連續(xù)且持續(xù)發(fā)光，

繞合金絲時(shí)應(yīng)。

（4）繞線調(diào)整后，移動(dòng)鑰匙，燈泡亮度變化連續(xù)且持續(xù)發(fā)光，若換用更細(xì)的銀銘合金絲（直

徑為Imm,長(zhǎng)度為1.5m）,用同樣的方法繞在紙筒上，則移動(dòng)鑰匙時(shí)，燈泡的亮度

（填"變化明顯"或"變化不明顯

【答案】CD##DC左緊密繞制變化明顯

【解析】（1）[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知，設(shè)計(jì)的元件相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器，其中大晾衣夾、小晾

衣夾僅起到支撐作用鑰匙、筷子分別相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器的滑片和金屬桿，所以必須為金屬材

質(zhì)的是鑰匙和筷子。

故選CDo

（2）⑵當(dāng)將一根導(dǎo)線與筷子右端連接，另一根導(dǎo)線與紙筒上左端的釘子連接時(shí)，左端釘子

與鑰匙之間的合金絲被接入電路，向左移動(dòng)鑰匙，接入電路的阻值減小，則燈泡變亮。

（3）⑶移動(dòng)鑰匙時(shí)燈泡時(shí)亮?xí)r滅是因?yàn)楹辖鸾z繞制的間距太大，因此需要緊密繞制。

（4）⑷若換用更細(xì)的銀珞合金絲，則根據(jù)H=P（可知合金絲的總阻值增大，故移動(dòng)鑰匙

?

時(shí)，合金絲接入電路的阻值變化明顯，則燈泡的亮度變化更明顯。

3.（2022?北京?清華附中三模）在電學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路時(shí)，要思考以下兩個(gè)問(wèn)題：

（1）電流表內(nèi)接還是外接？

如圖1所示，某同學(xué)測(cè)量燈泡電阻時(shí)采用試接的方法，讓電壓表的一端接在Z點(diǎn)，另一端

先后接到8點(diǎn)和C點(diǎn)。他發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)有明顯變化，而電流表示數(shù)無(wú)明顯變化，說(shuō)明小

燈泡的阻值與（填寫"電流表"或"電壓表"）的阻值接近，應(yīng)選擇電流表（填

寫吶接"或"外接"）的電路。

圖1圖2

（2）如何選擇滑動(dòng)變阻器？

某負(fù)載電阻凡=50Q,有四種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器，最大阻值Q分別為5Q、20Q、50Q、200Q。

將它們分別接入如圖3（甲）所示的電路。保持"、N

間電壓恒定，從左向右移動(dòng)滑片P,研究電壓表的電壓。與滑動(dòng)變阻器接入電路的長(zhǎng)度X

的關(guān)系，畫出U—X圖像，如圖3（乙）所示。

設(shè)左=U，要求滑動(dòng)變阻器對(duì)電壓的調(diào)節(jié)最好是線性的，不要突變，電壓的變化范圍要盡量

大。滿足上述要求的“值的理想范圍為

A.∕l<0.1B.0.1≤?≤0.5C.A>l

【答案】電流表外接B

【解析】（1）[1]⑵電壓表示數(shù)有明顯變化，而電流表示數(shù)無(wú)明顯變化，說(shuō)明內(nèi)接外接對(duì)電

流表影響很小，對(duì)電壓表影響較大，其主要誤差原因在于電流表的分壓作用，因此可知小燈

泡阻值與電流表相近，為了減少電流表的分壓作用，應(yīng)采取電流表外接法。

（2）⑶由圖可知上取值為0.1、0.4是比較符合線性，因此選B。

4.（2022?湖南?雅禮中學(xué)二模）家里網(wǎng)購(gòu)了一臺(tái)凈水機(jī)，小聰查閱資料后發(fā)現(xiàn)，水的電阻率

與水中溶解的固體含量的關(guān)系如表所示，合格純凈水的固體含量S,l?00mg∕L。小聰想制作

一個(gè)固體含量計(jì)，用來(lái)檢驗(yàn)該凈水機(jī)的凈水效果。

水（25'C）的電阻率/（xlθ'C?m）5005050.50.10.01

溶解的固體含量/（機(jī)g?L）0.0100.1001.001050500

小聰將水樣通過(guò)閥門K注滿一絕緣性能良好的圓柱形塑料容器,容器兩端用固定的圓形金屬

電極密封（如圖甲所示），再接在如圖乙所示的電路（電源電動(dòng)勢(shì)為E,電流表的量程為

測(cè)量前將紅、黑表筆短接，使電流表滿偏）的紅、黑表筆之間，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)。小

聰根據(jù)不同水樣對(duì)應(yīng)的電流值，得到不同水樣對(duì)應(yīng)的電阻率，將電阻率對(duì)應(yīng)的固體含量值標(biāo)

在電流表表盤對(duì)應(yīng)的刻度線上，這樣就將電流表改裝成了一個(gè)簡(jiǎn)易的固體含量計(jì)。

V匡水樣三上一

R：

甲

（1）在如圖乙所示的電路中，（選填"""或*"）表筆是黑表筆。

-L

?-I

R

Eyr4Ra

乙

（2）此固體含量計(jì)上較小的固體含量值對(duì)應(yīng)電流表的電流值___________