2高考物理必做实验高考真题汇编
实验11 测量金属丝的电阻率
1. （2024高考江苏卷）有一块个长方体霍尔元件，长、宽、高分别 为a、b、c，如图甲所示。为了测量该霍尔元件的电阻率，进行了如下操作。
（1）用多电电表测量电阻，沿ab方向测得的电阻为10 ，沿bc方向的电阻如图乙所示，由图读出沿bc方向的电阻为________
（2）某同学根据如图丙所示的电路图连接实物图丁，请判断连接错误的区域是_________
（3）测量bc方向的电阻时，手头有两个滑动变阻器，应选择________
A.滑动变阻器：最大阻值为5 ，允许通过的最大电流为1.0A
B.滑动变阻器：最大阻值为500 ，允许通过的最大电流为0.5A
（4）接通开关前，滑动变阻阻滑片应放在________
（5）测量小电阻时，用微安表（量程0~100μA，内阻约为4 ），测得电阻率为1.15 m，测量大电阻时，用电流表（量程0~100mA，内阻约为1 ），测得电阻率为1.32 m，小明说，沿ab方向的电阻小，所测量的误差小，请判断是否正确？简述理由________
【参考答案】（1）300Ω（2）A （3）B （4）最右端 （5）不正确。
【名师解析】（1）根据多用电表欧姆档读数规则，沿bc方向的电阻为3×100Ω=300Ω。
（2）连接错误的区域是A区域，电压表的左边接线柱应该连接到电阻的左端。
（3）由于沿bc方向的电阻约为300Ω，滑动变阻器为限流接法，所以测量bc方向的电阻时，应该选用最大阻值为500 的滑动变阻器B。
（4）接通开关前，滑动变阻阻滑片应放在测量电路电压最小处，即接通开关前，滑动变阻阻滑片应放在最右端。
（5）沿ab方向的电阻约为10Ω，若用内阻为4Ω的微安表测量其相对误差为40%；沿bc方向的电阻约为300Ω，若用内阻为1Ω的电流表测量其相对误差为0.3%；所以沿ab方向的电阻小，所测量的误差大，小明的说法错误。
2. （2024高考山东卷） 某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下：
学生电源（输出电压0~16V）
滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流2A）；
电压表V（量程3V，内阻未知）；
电流表A（量程3A，内阻未知）；
待测铅笔芯R（X型号、Y型号）；
游标卡尺，螺旋测微器，开关S，单刀双掷开关K，导线若干。
回答以下问题：
（1）使用螺旋测微器测量铅笔芯直径，某次测量结果如图甲所示，该读数为_______mm；
（2）把待测铅笔芯接入图乙所示电路，闭合开关S后，将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1、2端，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（填“1”或“2”）端；
（3）正确连接电路，得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示，求得电阻RY=______Ω（保留3位有效数字）；采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω；
（4）使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm，使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等，则X型号铅笔芯的电阻率______（填“大于”或“小于”）Y型号铅笔芯的电阻率。
【答案】（1）2.450
（2）1 （3）1.91
（4）大于
【解析】
（1）根据螺旋测微器的读数规则可知，其读数为
（2）由于电压表示数变化更明显，说明电流表分压较多，因此电流表应采用外接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端；
（3）根据图丙的I-U图像，结合欧姆定律有
（4）根据电阻定律
可得
两种材料的横截面积近似相等，分别代入数据可知
3. （2024高考江苏卷）某同学在实验室做“测定金属的电阻率”的实验，除被测金属丝外，还有如下实验器材可供选择：
A.直流电源：电动势约，内阻可忽略不计；
B.电流表A∶量程，内阻约为；
C.电压表V∶量程，内阻为；
D.滑动变阻器：最大阻值为，允许通过的最大电流为；
E.开关、导线等
（1）该同学用刻度尺测得金属丝接入电路的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径时的测量结果如图甲所示，从图中读出金属丝的直径为______
（2）用多用电表欧姆“”挡测量接入电路部分的金属丝电阻时，多用电表的示数如图乙所示，从图中读出金属丝电阻约为______
（3）若该同学根据伏安法测出金属丝的阻值，则这种金属材料的电阻率为______。（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）0.787（0.785~0.789）
（2）9.0 （3）
【解析】
（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（2）根据欧姆表的读数规律，该读数为
（3）根据电阻定律有
变形可得
代入数据解得
4. （2024高考江西卷）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽和高。
（2）现有实验器材：电流表（量程,内阻）、电压表（量程或,内阻未知）、直流电源、滑动变阻器、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接_____。
（3）连接好电路，测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到，重复测量。绘出和水的图，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若图线的斜率为k，则水的电阻率表达____________（用k、d、h表示）。实验结果表明，温度____________（填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为，忽略其他电阻的影响（相当于热水器的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为____________m。（保留两位有效数字）
【答案】 （2） （4）. . 高 （5）. 0.46
【解析】
（2）[1]电源电动势为，故电压表量程选择；由于电流表的内阻已知，故采用电流表内接时，可以消除系统误差，故电流表采用内接法，实物图如下：
（4）[2]根据电阻定律
故可得
得
[3]电阻率越小更容易导电，根据图像可知的水的电阻率更小，故可知温度高的水更容易导电。
（5）[4]根据前面分析可知的水的电阻率为
故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，接入电压时，得
解得水管的长度至少应设计为
5 （10分）. （2023高考全国乙卷）一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：
（1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S
（2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I=_______，金属丝的电阻_____.（结果均用、、表示）
（3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示：
（） 0.57 0.71 0.85 1.14 1.43
（） 0.97 121 1.45 1.94 2.43
（4）利用上述数据，得到金属丝的电阻。
（5）用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为______mm。多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等。
（6）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率______。（保留2位有效数字）
【参考答案】（2），
（5）0.150 （6）5.0
【命题意图】本题考查电阻率测量及其相关知识点。
【解题思路】（2）金属丝两端电压为U1，金属丝中电流I=，金属丝的电阻r=U1/I=
（5）根据螺旋测微器读数规则，d=0.150mm。
（6）由电阻定律，r=ρL/S，S=，联立解得ρ=，将数据代入得，金属材料电阻率ρ=5.0×10-7Ωm。
6. （2023高考选择性考试辽宁卷）导电漆是将金属粉末添加于特定树脂原料中制作而成的能导电的喷涂油漆。现有一根用导电漆制成的截面为正方形的细长样品（固态），某同学欲测量其电阻率，设计了如图（a）所示的电路图，实验步骤如下：
a．测得样品截面的边长a = 0.20cm；
b．将平行排列的四根金属探针甲、乙、丙、丁与样品接触，其中甲、乙、丁位置固定，丙可在乙、丁间左右移动；
c．将丙调节至某位置，测量丙和某探针之间的距离L；
d．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，使电流表示数I = 0.40A，读出相应的电压表示数U，断开开关S；
e．改变丙的位置，重复步骤c、d，测量多组L和U，作出U—L图像如图（b）所示，得到直线的斜率k。
回答下列问题：
（1）L是丙到___________（填“甲”“乙”或“丁”）的距离；
（2）写出电阻率的表达式ρ = ___________（用k、a、I表示）；
（3）根据图像计算出该样品的电阻率ρ = ___________Ω m（保留两位有效数字）。
【参考答案】 ①. 乙 ②. ③. 6.5 × 10－5
【名师解析】
（1）[1]由于电压表测量的是乙、丙之间的电压，则L是丙到乙的距离。
（2）[2]根据电阻定律有
再根据欧姆定律有
联立有
则
（3）[3]根据图像可知 k = 6.5V/m
则根据（2）代入数据有 ρ = 6.5 × 10－5Ω m
、
7.（2024高考北京卷）采用图1所示的电路图来测量金属丝的电阻率．
①实验时，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在_________（填“M”或“N”）端．
②按照图1连接实物图，如图2所示．闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为_________（填“a”“b”或“c”）．若闭合开关，该错误连接会带来的问题有_________．
【参考答案】
（2）①M ② b 滑动变阻器的滑片P无论出于什么位置，电流表、电压表示数都是零
【名师解析】
（2）①实验电路为滑动变阻器分压式接法，闭合开关前，滑动变阻器应该处在M端。
②滑动变阻器分压式接法为滑动变阻器下面两个接线柱与电池、开关连接成闭合回路，所以接错的导线为b。该错误连接会带来的问题有：滑动变阻器的滑片P无论出于什么位置，电流表、电压表示数都是零。
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