2020年高考物理专题精准突破 专题 实验：测定金属的电阻率
【专题诠释】
一 实验电路与器材选取
lS
由电阻定律R＝ρ得ρ＝R.金属导线的电阻R用伏安法测量，金属导线的长度l用毫米刻度尺测量，金属导
Sld
线的横截面积S可由其直径d算出，即S＝π()2，直径d可由螺旋测微器测出．
2
(1)选择器材的原则：安全、精确、方便，在保证不超过电压表和电流表量程的条件下，尽量使指针偏角大些，精确度更高些．
(2)选择器材的思路：先估算回路中电流和电压的最大值，结合已知器材的规格，确定实验电路和实验器材． 二 数据处理与误差分析 1．实验数据的处理方法
(1)平均值法：测量多组电流、电压值，求出对应的电阻后取平均值．
(2)图象法：作出U-I图象，由图象的斜率求出电阻值．连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，舍去个别明显偏离较远的点． 2．实验数据的误差分析
(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得，直径的测量是产生误差的主要原因之一．
(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时，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．
(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差． (4)由于金属丝通电后发热升温，会使金属丝的电阻率变大，造成测量误差． 【高考领航】
【2019·江苏高考】某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：
(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动________(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。 (3)图2中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图3实物电路中的正确位置。
(4)为测量Rx，利用图2所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1-I1关系图象如图4所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表： U2/V I2/mA 0.50 20.0 1.02 40.0 1.54 60.0 2.05 80.0 2.55 100.0 请根据表中的数据，在方格纸上作出U2-I2图象。
(5)由此，可求得电阻丝的Rx＝________ Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 【答案】 (1)C (2)不同 (3)见图1 (4)见图2(5)23.5(23.0～24.0都算对)
【解析】 (1)旋转微调旋钮C。
(2)电阻丝的粗细不一定均匀，为保证测量结果准确，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。 (3)滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉，如图1所示。
(4)将所给的5组数据标注在U-I图象中，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，如图2所示。
U1U1U2
(5)由题意知：＝Rx＋RA＋R0，由U1-I1图线的斜率可得＝49.0 Ω。＝RA＋R0，由作出的U2-I2图线可
I1I1I2U2
得斜率＝25.5 Ω。故Rx＝(49.0－25.5) Ω＝23.5 Ω。
I2【2019·天津卷】现测定长金属丝的电阻率。
（1）某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______mm。
（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻。这段金属丝的电阻Rx约为100?，画出实验电路图，并标明器材代号。 电源E（电动势10V，内阻约为10?） 电流表A1（量程0~250mA，内阻R1?5?） 电流表A2（量程0~300mA，内阻约为5?） 滑动变阻器R（最大阻值10?，额定电流2A） 开关S及导线若干
（3）某同学设计方案正确，测量得到电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，则这段金属丝电阻的计算式Rx?______。从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）0.200（0.196~0.204均可） （2）
I1R1 （3） 相等
I2?I1
2020年高考物理专题精准突破实验：测定金属的电阻率(解析版)
