（精品）全国近三年高三物理高考真题及分项解析—【实验七】测定金属的电阻率全国通用
【实验七】测定金属的电阻率
1.(2008山东理综23)（12分）2007年诺贝尔物理学奖授予两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻－磁感应强度特性曲线，其中RB、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验
（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值R0?150? B．滑动变阻器R，全电阻约20? A ，量程2.5mA，内阻约30? C．电流表○
V ，量程3V，内阻约3k? D．电压表○
E．直流电源E，电动势3V，内阻不计
F．开关S，导线若干
（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：
U（V） 1 2 3 4 5 6 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71 I（mA） 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80 根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB? ?
结合图1可行待测磁场的磁感应强度B? T。
（3）试结合图1简要回答，磁感应强度B在0～0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？
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（精品）全国近三年高三物理高考真题及分项解析—【实验七】测定金属的电阻率全国通用 （4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻－磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？
2.(2007山东理综23)（11分）检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。可供使用的器材如下： A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约为5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数） B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6Ω C．电流表A2，量程3A内阻约0.12Ω D．电压表V1，量程15V，内阻约15kΩ E．电压表V2，量程3V，内阻约3kΩ F．滑动变阻器R，全电阻约20Ω
G．直流电源E，电动势3V，内阻不计 H．游标卡尺 I．毫米刻度尺
J．电键S、导线若干
（1）用伏安法测定RX的全电阻值，所选电流表为 （填“A1”或“A2”），所选电压表为 （填“V1”或“V2”）
（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。
电路原理图和对应的实物连接如图
（3）为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。 3．（2007广东物理，13，12分）实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管。已知螺线
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管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10Ωm。
课外活动小组的同学设计了一个试验来测
算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作工程分以下三个步骤：（请填写第②步操作） ．．．．．．．．
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”； ②________________________________；
③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图（a）所示。
~ Ω Ω Ω OFF 100 10 1 ×1k ×100 ×10 ×1 2.5 10 50 ~ + V 250 500 2.5 10 50 250 500 mA V 2 / 8
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Rx Rx
A A V V
B A P A P B
R R
S S E B E A
Rx Rx
A A V V
B A P B A P
R R
S S E E C D
⑵根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图（b）的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻；
⑶他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_______mm； ⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_____m。（结果保留两位有效数字） 0 30 ⑸他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示25 数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障，并写出判断依据。20 （只需写出简要步骤）
___________________________。 4．（2007全国Ⅱ理综，22）有一电流表A，量程为1mA，内阻rg约为100Ω。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2 kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个导线若干。
采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a．断开S1和S2，将R调到最大；b．合上S1，调节R，使A满偏；c．合上S2，调节R1使A半偏，此时可以认为A的内阻rg=R1。试问：
A ①在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选择______；
R为了使测量尽量准确，可变电阻R应该选择_______；电源E应
R1 该选择_______。R0，甲，E2 S2 S1 E ②认为内阻rg=R1，此结果与rg的真实值相比______。（填“偏
大”、“偏小”或“相等”） 5．(2008江苏物理，10，8分)某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验： (1)用螺旋测读得直径d= (2)该同学
微器 测量某一导线的直径如下图所示，▲ mm.
经实验测量及相关计算得到如下数据：
电阻R(Ω) 121.0 50.0 23.9 10.0 3.1 3 / 8
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导线直径0.801 0.504 d(mm) 导线截面积0.999 1.201 1.494 1.998 S(mm2) 0.784 1.133 1.753 3.135 请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系？若满足反比关系，请说明理由：若不满足，请写出R与S应满足的关系。
(3)若导线的电阻率??5.1?10?m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= ▲ m(结果保留两位有效数字).
6．(2009广东物理，16，14分)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等。
（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14
?7
（2）实验的主要步骤如下：
①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关； ②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；
③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作。
（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线，其斜率
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为________A·m(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。
（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）。 7．（2009江苏物理，10，8分）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所
图16 示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和
两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：
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图14
图15
（精品）全国近三年高三物理高考真题及分项解析—【实验七】测定金属的电阻率全国通用 （1）用游 标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L=________cm.
（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是__________.（用标注在导线旁的数字表示）
（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用
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ρ、L、d、D表述）
高考真题答案与解析
物 理
【实验七】测定金属的电阻率
1．【解析】（1）滑动变阻器阻值小，为了有效地调节电路，需采用分压式接法，由图29-10
甲可知，在待测磁场磁感应强度大小约为0.6T~1.0T时，Rn大约为R0的6倍~12倍，大于
RA?RV?30?3000??300?，所以采用的电流表内接法。
（2）依据欧姆定律，由表中后五组测量数据求磁敏电阻值，求平均值得出磁敏电阻的测量值
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