高考物理母题解读(八)恒定电流母题5电阻率测量实验
高考物理母题解读（八）恒定电流母题
高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题5、电阻率测量实验
【解法归纳】电阻率是描述导体导电性能的重要物理量，电阻率测量需要根据题述条件设计测量电路。待测电阻远大于电流表内阻时采用电流表内接，待测电阻远小于电压表内阻时采用电流表外接。若待测电阻较大而滑动变阻器又很小时必需采用分压电路。由于分压电路的电压调节范围大，且电压可以从零开始逐渐增大，所以凡是要求多测几组值，一般采用分压电路；由于限流电路耗电少，所以不是必须采用分压
电路的一般采用限流电路。金属丝的截面直径测量一般用螺旋测微器，长度测量可以使用毫米刻度尺。螺旋测微器测量导线直径时从固定刻度读得整毫米数，可动刻度读得百分之一毫米数，注意，螺旋测微器读数时要看固定刻度上半毫米刻度是否露出，若露出，要加0.5毫米；从可动刻度上读数时要估读1位。
典例（2012·广东理综物理）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱
体的尺寸和电阻。
①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。
②按图15（c）链接电路后，实验操作如下：
（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；
（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使
电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；
③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。
【针对训练题精选解析】
1.（2012·山东理综）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：
待测金属丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；
电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；
电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；
A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；
电源：E1（电动势3V，内阻不计）
E2（电动势12V，内阻不
计）
滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）
螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数
为 mm。
②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选、电源应选（均填器材代号），在虚线框中（问答题卡）完成电路原理图。
2.（18分）（2012·北京理综）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1) 用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为 m(该值接近多次测量的平均值）
(2)
用伏安法测金属丝的电阻R。实验所用器材为：电源（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
由以上实验数据可知，他们测量R是采用图2中的图（选填：“甲”或“乙”）
(3)
图3是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流变不至于被烧坏。
(4) 这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。图4中标出第2、4、6
次测量数据的坐标点，并描绘出U--I图线，由图线得到金属丝的阻值
R= Ω（保留两位有效数字）。
(5) 根据以上数据可以估算出金属丝电阻率为（填选项钱的符号）。
A.1×10-2Ω·m
B.1×10-4Ω·m
C.1×10-6Ω·m
D.1×10-
8Ω·m
(6) 任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是（有多个正确选项）。
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除测量仪表引起的系统误差
D. 用U---I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差
.【答案】：（1
）0.397 （2）甲（3）如图3
（4）如图4 4.5 （5）C （6）CD
3．（2010山东理综）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：
①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。
②若电流表、电压表示数均为零
，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至档（填“欧姆
×100”“直流电压10V”或“直流电流2．5mA”），再将（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是、、。
5（2012湖南衡阳六校联考）在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度．
测量3次，求出其平均值l.其中一次测量结果如图甲所示，金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为________ cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其中一次测量结果如图乙所示，图中读数为________ mm.
(2)采用右图所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．最后由公式ρ＝________计算出金属丝的电阻率(用直接测量的物理量表示)．
答案. (1)24.12～24.14 0.518～0.519 (2)偏小
解析：(1)根据刻度尺读数规则，图甲中读数为24.13cm；根据螺旋测微器读数规则，图中读数为0.518 m
m.
(2)用电流表外接电路测量金属丝的电阻．金属丝中电流小于电流表读数，所以电阻的测量值比真实值偏小．由欧姆定律R=U/I，电阻定律R=ρl/S，S=πd2/4联立解得电阻率ρ＝
。
6.（2012天星领航卷）
在研究性学习中，某同学设计了一个测量导电纸的导电膜厚度的实验，该同学从资料上查得导电纸导
电膜导电材料的电阻率为ρ，并利用下列器材完成这个实验：
A．电源E（电动势为1 2V，内阻不计）
B．木板N（板上放有导电纸一张，导电膜向上），两个金属条a、b（平行放置在导电纸上，与导电纸接触良好，用作电极，其电极长度与导电纸宽度相同）
C．滑线变阻器R（其总阻值小于两平行电极间导电纸的电阻）
D．毫米刻度尺．
E．电压表V（量程为6V，内阻约3 kΩ）
F．电流表A（量程为0．6A，内阻忽略不计）
G．开关K，导线若干。
（1）请利用上述器材设计实验电路。在题12图虚线框中画出实验电路原理图。（导电纸用符号“
”表示）
（2）实验中应测定的物理量是：
。
（3）计算导电膜厚度h的公式是：。（用ρ和测得物理量的符号表示）
7（2012浙南浙北部分学校联考）某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：
A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约
；
C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约
；
D．电压表V：量程0～15V，内阻约
；
E．滑动变阻器R1：最大阻值1kΩ；
F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；
G．开关．导线等
在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是________（填“R1”
或“R2”）；
（2）根据所选的器材画出实验的电路图
（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L．电阻R的数据如下表：
实验次数 1 2 3 4 5 6
45 长度L（cm）20.0 25.0 30.0 35.0 40.0
.0
电阻R（
1.3
2.1
3.0
4.1
5.3
6.7 ）
为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。