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第34 讲 重点实验：测量金属丝的电阻率
01 考情解码· 命题预警.........................................................................................................................................1
02 体系构建 ·思维可视.........................................................................................................................................2
03 核心突破 靶向攻坚...........................................................................................................................................3
考点一 教材原型实验 ...........................................................................................................................3
知识点一 实验原理与操作........................................................................................................................3
知识点二 数据处理方法............................................................................................................................4
知识点三 误差分析....................................................................................................................................4
考向 测定金属的电阻率............................................................................................................................4
考点二 实验拓展与创新 .......................................................................................................................7
知识点 实验拓展与创新............................................................................................................................8
考向1 实验目的的创新.............................................................................................................................8
考向2 实验方案的创新............................................................................................................................11
04 真题溯源 ·考向感知......................................................................................................................................14
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
教材原型实验
选择题
实验题
实验创新
选择题
实验题
考情分析：
1．高考实验题一般立足于教材而不拘泥于教材，不回避经典，常常在教材原型实验的基础上创设新情
境，从实验目的、实验原理、实验器材、数据处理技巧等方面进行迁移拓展、创新。因此，要在掌握教材
原型实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材原型实验的原理、器材、方法和技巧等解决新问
题。
2．从命题思路上看，试题创新为
根据实验创新方面分析，试题通过改变测电阻的方案（如等效替代法、半偏法、多用电表、电桥法、双电
流表法、双电压表法）进行创新、器材创新方向：实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝
紧密地缠绕在圆柱形铅笔上30～50 匝，测总长度，然后求出直径；把电压表、电流表更换为电压传感器、
电流传感器。
复习目标：
目标一：理解实验的原理，明确实验过程并能测量金属的电阻率；
目标二：掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数；
目标三：理解创新实验的原理，并能运用相对应的公式、函数处理数据。
2
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考点一 教材原型实验
知识点一 实验原理与操作
原理
装置
图
3
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操作
要领
1．测金属丝直径d：在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测
一次直径，求出其平均值d。
2．按照电路图连好电路。
3．测量金属丝有效长度l：将金属丝两端固定在接线柱上悬空挂直，用毫米
刻度尺测量接入电路的金属丝长度(即有效长度)，反复测量三次，求出平均
值l。
4．测量金属丝的电阻R：闭合开关前，把滑动变阻器的滑片移到正确的一
端(分压式接法使闭合开关时金属丝两端的电压为零，限流式接法使闭合开
关时滑动变阻器接入电路的阻值最大)，检查无误后，闭合开关S，改变滑
动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值并记录在表格中，断开开关
S，通过公式计算或UI 图像求得电阻R。
5．整理仪器。
注意
事项
1．为了方便，测量直径应在金属丝连入电路前进行；为了准确测量金属丝
的长度，测量应该在金属丝连入电路且拉直的情况下进行，测量待测金属丝
接入电路的两个端点之间的长度。
2．本实验中被测金属丝的电阻值较小，故须采用电流表外接法。
3．开关S 闭合前，滑动变阻器的滑片要调至使闭合开关后金属丝两端的电
压为零处(滑动变阻器采用分压式接法的情形)。
4．电流不宜太大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜太长，以免金属
丝温度升高，导致电阻率在实验过程中变大。
5．实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、开关、滑动变阻
器、待测金属丝、电流表连成干路，然后再把电压表并联在待测金属丝的两
端。
6．若采用图像法求金属丝阻值，在描点时，要尽量使各点间的距离大一
些，连线时要尽可能地让各点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线
的两侧，个别明显偏离线较远的点可以不予考虑。
知识点二 数据处理方法
数据
处理
1．求R 的两种方法
(1)用R＝算出各次的数值，再取平均值。
(2)用UI 图线的斜率求出。
2．计算电阻率：将记录的数据R、l、d 的值，代入公式ρ＝，计算材料的电
阻率。
知识点三 误差分析
4
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1．金属丝直径、长度的测量及电流表、电压表读数带来的偶然误差。
2．电路中因为电流表外接，所以R 测<R 真，由R＝ρ，知ρ 测<ρ 真。
3．通电电流过大，时间过长，致使电阻丝发热，电阻率随之变化带来误差。
得分速记
1.为了多测几组实验数据滑动变阻器选用分压式；
2.测金属丝直径d：在准备好的金属丝上三个不同位置用螺旋测微器各测一次直径，求出其平均值d。；
3. 电流不宜太大(电流表用0～0.6 A 量程)，通电时间不宜太长，以免金属丝温度升高，导致电阻率在实验
过程中变大。
考向 测量金属丝的电阻率
例（2025·安徽合肥·三模）某同学设计了一个实验测量某种导电液体的电阻率，如图甲所示，分别在注射
器底部和活塞下面安装圆形金属板电极A、B，电极直径与注射器针筒内直径相同，电极A 正对出水口处
开有小孔，方便吸入和排出导电液体，将部分导电液体吸入注射器后，再将两电极接入图甲电路中进行测
量，可通过注射器上的刻度读出注射器内导电液体的体积。
(1)用游标卡尺测量针筒内直径时需利用图乙中游标卡尺的 （选填“①”“②”或“③”）部分。测
量得到针筒内直径读数如图丙所示，其读数为 mm。
(2)图甲电路采取的是滑动变阻器的分压式接法和电流表的内接法，图中还有一处导线未连接，请在图甲中
画线完成实物图连接 。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的示数为1.0A，读取电压表的示数U 和导电液体体积V；随后向里
推动注射器活塞，排出少量导电液体，重新调节滑动变阻器使电流表的示数仍然为1.0A，再次读取U 和
V；重复上述实验步骤，得到多组数据，做出U—V 图线如图丁所示，根据该图线可知电流表内阻
Ω 导电液体的电阻率ρ= Ω·m。（结果均保留两位有效数字）
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(4)由于未考虑到电极体积对液体体积测量的影响，则该同学测得的电阻率将 （选填“大于”“小
于”或“等于”）其真实值。
【变式训练1】（2025·安徽·模拟预测）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。已知待
测金属丝的阻值
约为
。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。在测电阻时，可供选择的器材有：
电源
（电动势为3V，内阻约为
）；
电流表
（量程为
，内阻约为
）；
电流表
（量程为
，内阻约为
）；
电压表
（量程为
，内阻约为
）；
电压表
（量程为
，内阻约为
）；
滑动变阻器
（最大阻值为
，允许通过的最大电流为
）；
滑动变阻器
（最大阻值为
，允许通过的最大电流为
）；
开关一个，导线若干。
(1)在上述器材中，应该选用的电流表是 ，应该选用的电压表是 。若想尽量多测几组数据，应
该选用的滑动变阻器是 。（均填写仪器的字母代号）
(2)用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其中某一次的测量结果如图甲所示，其示数应为 mm（该
值接近多次测量的平均值）。
(3)根据测量的实验数据，实验小组的同学在坐标纸上建立U、I 坐标系，如图乙所示，图中已标出了与测
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量数据对应的坐标点。请在图乙中描绘出
图线 。由图线得到该金属丝的阻值
。
（结果保留两位有效数字）
(4)根据以上数据可以估算出该金属丝的电阻率约为______（填选项前的符号）。
A．
B．
C．
D．
【变式训练2】（2025·贵州铜仁·模拟预测）为了测量一精密金属丝的电阻率：
(1)先用多用电表
挡粗测其电阻为
，然后用螺旋测微器测其直径为 mm，游标卡尺测其
长度是 mm。
(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V1（量程3V，内阻约为15
）
B．电压表V2（量程15V，内阻约为75
）
C．电流表A1（量程3A，内阻约为0.2
）
D．电流表A2（量程0.6A，内阻约为1
）
E.滑动变阻器
（
，0.6A）
F.滑动变阻器
（
，0.1A）
G.输出电压为3V 的直流稳压电源
H.开关S，导线若干
为了提高测量的准确度，则电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器应选 。
（均填器材前面的字母）
(3)下列给出的测量电路中，最合适的电路是
A．
B．
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C．
D．
(4)连接下面的实物图
(5)如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算的电阻率表达式 （用所给
字母表示）
考点二 实验拓展与创新
知识点一 实验目的的创新
根据R＝ρ，实验不仅能测量电阻率，还可测量导线长度、横截面积、直径等。
知识点二 实验方案的创新
1.测量电阻时还可应用等效替代法、半偏法、多用电表、电桥法、双电流表法、双电压表法等。
2.可以多次改变金属丝接入电路的长度l，记录数据并绘制与l 有关的图像，根据图像直接计算电阻率，进
一步减小误差。
知识点三 实验器材的创新
(1)实验中若没有螺旋测微器测电阻丝的直径，可将电阻丝紧密地缠绕在圆柱形铅笔上30～50 匝，测总长
度，然后求出直径。
(2)本实验中可以把电压表、电流表更换为电压传感器、电流传感器。
(3)实验中需要电压表或电流表而题目给出的量程不合适或没有给出时，可考虑用改装后的电压表或电流表。
考向1 实验目的创新
例1（2025·湖北十堰·模拟预测）为了测量水柱的电阻率，设计了如图甲所示电路，所用实验器材有：电
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流表（量程为
，内阻
）、电压表（量程为
或
，内阻未知）、直流电源（电动势
为
）、滑动变阻器、开关和导线。
（1）先用游标卡尺测出圆柱形容器的内径如图乙所示，请读出内径
。然后在绝缘圆柱形
容器左右两侧安装带有接线柱的可移动的薄金属板电极使两端密封，通过阀门
将自来水灌满容器。
（2）请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路补充完整 。
（3）改变两电极间的距离，测量25
时水柱在不同长度时的电阻
。将水温升到50
，重复测量。
绘出25
和50
时水柱的
图像，分别如图丙中图线I、II 所示。
（4）若
图线的斜率为
，则自来水的电阻率表达式
（用
、
表示）。实验结果表明，
温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）另一小组为了使额定电压为
的小灯泡正常工作，将该装置接在电压有效值为
的交流电源
上设计了图丁所示的电路图，理想变压器原、副线圈的匝数比为
，人体的安全电流为
，水
温视为25℃不变，则两金属板电极间的距离至少为
，才能使原线圈中的电流不超过人体的安全
电流。（结果保留一位有效数字）
【变式训练1】（2025·山西吕梁·二模）某实验小组欲通过实验间接测量如图甲所示的一段粗细均匀、中空
的圆柱形导体中空部分的直径大小，其横截面和中空部分横截面均为圆形。
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(1)该实验小组先用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D 如图乙所示，则直径
，然后又
测得该导体的长度为L。
(2)该实验小组接着用欧姆表“×1”挡粗测这段导体两端面之间的电阻值，示数如图丙所示，对应的读数是
Ω。
(3)然后该实验小组设计了如图丁所示的实验电路，用伏安法较精确地测量这段导体两端面之间的电阻值。
该小组在坐标纸上建立U、I 坐标系，利用测量数据描点并绘制出如图戊所示的
图线，由图像得到金
属丝的阻值
（保留2 位有效数字），测量结果比真实值偏 （选填“大”或“小”）。
(4)查阅资料得到这段导体材料的电阻率为
，则中空部分直径
。（用D、L、R、
表示）。
【变式训练2】（2025·贵州遵义·模拟预测）金属薄膜电阻器是在绝缘材料上镀有金属薄膜的电阻元件，其
具有良好的稳定性，广泛应用于精密仪器。实验小组设计了以下实验来检测某金属薄膜电阻器的阻值是否
符合工艺要求。
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(1)结合电路图（a），请用笔画线代替导线，将实物图（b）补充完整 。
(2)闭合开关后，调节滑片位置，记录电流表示数I 及相应电压表示数U。重复上述操作，得到多组数据，
并绘制
图像，若图像是一条过原点的直线且斜率为k，则金属薄膜电阻器的电阻值为 。
(3)考虑电表内阻的影响，金属薄膜电阻器的电阻测量值 真实值。（填“大于”“小于”或“等
于”）
(4)为提高测量精度，实验小组采用图（c）所示电路进行测量。AC 是均匀的金属电阻丝，
是已知电阻，
是被测金属薄膜电阻器，P、Q 之间接有电压传感器（内阻视为无穷大）。调节滑动触头的位置D，使
电压传感器的读数为零，测量AD 和DC 间的距离分别为
，则金属薄膜电阻器的电阻值
。
(5)某工厂制作了一根长度为L 的金属薄膜电阻器，结构如图（d）所示，H 是一个表面镀有电阻膜的长陶
瓷管，陶瓷管两端有导电金属箍M、N（电阻可忽略不计）。另设计实验，将该电阻器接入恒压源，用电
压传感器（内阻视为无穷大）测量其表面各位置与M 端之间的电压U，和该位置到M 端的距离x，得到如
图（e）所示的
曲线。实验发现，由于镀膜工艺问题，不同位置的厚度不同，测得
图像中曲线
的切线斜率最大值与最小值之比为n，则镀膜的最大厚度与最小厚度之比为 。
考向2 实验方案的创新
例2（2025·江西赣州·二模）某实验小组利用木质量角器、一段电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个
测量电阻（待测电阻为
）的方案，实验电路如图甲所示。主要实验步骤如下：
①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；
②按图甲所示的电路原理图连接好各元件；
③将电阻箱的阻值调至
，并使金属夹K 从A 端沿弧形电阻丝向B 移动，当灵敏电流计的示数为零时，停
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止移动金属夹，此时从量角器上读出OA 与OK 间的夹角
（用弧度制表示）；
④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组
值；
⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。
根据分析，试回答下列问题：
(1)关于实验对电阻丝规格的要求，粗细 （选填“必须”或“无须”）均匀。
(2)若考虑电流计的内阻，
的测量值 （选填“有”或“无”）系统误差。
(3)已知图乙的斜率为k，由此可求得
。
(4)实验时，当金属夹K 调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，
实际上，灵敏电流计仍有从K 到P 的微小电流，则此时
（选填“﹥”、“=”或
“﹤”），可以通过以下哪些操作使灵敏电流计的读数变为零 。
A．增大电阻箱R 的阻值 B．适当减小电阻箱R 的阻值 C．适当增大
角 D．适当减小
角
【变式训练1】（2025·天津红桥·二模）某同学想测某电阻的阻值。
(1)该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻，结果如图甲所示，则该读数为 Ω。
为了更准确地测量该电阻的阻值
，有以下实验器材可供选择：
A．电流表
（量程为0~15mA，内阻
约为2Ω）；
B．电流表
（量程为0~3mA，内阻
）；
C．定值电阻
；
D．定值电阻
；
E．滑动变阻器
（0~20Ω，允许通过的最大电流为200mA）；
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F.滑动变阻器
（0~100Ω，允许通过的最大电流为50mA）；
G.蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）；
H.开关S。
(2)滑动变阻器应选择 （填“
”或“
”）。
(3)该同学设计了测量该电阻的电路图，如图乙所示。该同学在某次实验过程中测得电流表
的示数为
，
电流表
的示数为
，则该电阻表达式
（用题中所给物理量的符号表示，图中与
串联的定值电阻R 用所选的“
”或“
”表示）。
【变式训练2】（2025·河北唐山·二模）如图1 所示，一条粗细均匀的金属丝AB 由两种材料组成，AM 段
和NB 段为材料甲，MN 段为材料乙，甲、乙两种材料的电阻率之比为
。
实验小组为了确定材料乙的长度，选择了以下的实验器材：金属丝
（总长度约为
）电压表（量程
，内阻约为
）；保护电阻
）；直流电源（电动势为
，内阻不计），开关、导线若
干。
该小组的实验操作为：
①在金属丝上从A 端开始，每隔
做出一个标记点；
②按照图2 所示电路连接器材；
③将电压表的正接线柱通过导线与电路图中某点连接，负接线柱与探针相连；
④闭合开关S，将探针依次与金属丝上的标记点接触，并将数据记录到表格中；
标记点序号
1
2
3
4
5
6
标记点到A 点的距离
电压表读数
⑤以电压表读数为纵坐标，标记点到A 点的距离为横坐标，将记录的数据在坐标系中进行描点并初步连出
两条图线Ⅰ、Ⅱ，发现图线Ⅰ平行于图线Ⅱ，如图3 所示；
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⑥在图3 中做出完整的
关系图线；
⑦数据处理。
根据以上信息，回答下列问题。
(1)电压表的正接线柱通过导线与图2 电路中的
填“1”“2”或“3” 点连接；
(2)探针接触标记点
时，电压表指针偏转如图4 所示，此时电压表读数为
(3)材料乙MN 长度为
(4)电压表的内阻对问题（3）中的结果
填“会”或“不会” 产生影响。
1．（2022·湖北·高考真题）某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料
制成的圆柱形电阻的电阻率，进行了如下实验探究。
（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为 mm。再用游标
卡尺测得其长度L。
（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0Ω，定
值电阻R0的阻值为20.0Ω，电阻箱R 的最大阻值为999.9 Ω。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻
箱R 的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。
R/Ω
I/A
/A-1
5.0
0.414
2.42
10.0
0.352
2.84
15.0
0.308
3.25
20.0
0.272
3.68
25.0
0.244
4.10
30.0
0.222
4.50
根据表中数据，在图丙中绘制出
图像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中
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的图像可得
Ω（结果保留2 位有效数字）。最后可由表达式
得到该材料的电阻率（用
D、L、
表示）。
（3）该小组根据图乙的电路和图丙的
图像，还可以求得电源电动势
V，内阻
Ω。（结果均保留2 位有效数字）
（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的
电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会 （选填“偏大”、“偏小”或“不
变”）。
2．（2022·浙江·高考真题）小明同学根据图1 的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关
系”。实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度、调节滑动变阻器的阻值，使电流表的读数
达到某一
相同值时记录电压表的示数U，从而得到多个
的值，作出
图像，如图2 中图线a 所示。
（1）在实验中使用的是 （选填“0~20
”或“0~200
”）的滑动变阻器。
（2）在某次测量时，量程为3V 电压表的指针位置如图3 所示，则读数U= V。
（3）已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8m2，则合金丝甲的电阻率为
·m（结果保留2 位有效数
字）。
（4）图2 中图线b 是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的
图像，由图可知合金丝甲的横截面积 （选填“大于”、“等于”或“小于”）合金丝乙的横
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截面积。
3．（2025·四川·高考真题）某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有：
待测合金丝样品（长度约
）
螺旋测微器
学生电源E（电动势
，内阻未知）
米尺（量程
）
滑动变阻器（最大阻值
）
电阻箱（阻值范围
）
电流表（量程
，内阻较小）
开关
、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上，将金属夹分别夹在样品
和
位置，用螺旋测微器
测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径，读数分别为
、
和
，则该
样品横截面直径的平均值为
。
(2)该小组采用限流电路，则图1 中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱 （选填“a”或
“b”）相连。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于 端（选填“左”或“右”）。
(3)断开
、闭合
，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到
刻度处。断开
、闭合
，保持滑动
变阻器滑片位置不变，旋转电阻箱旋钮，使电流表指针仍指到
处，此时电阻箱面板知图2 所示，
则该合金丝的电阻率为
（取
，结果保留2 位有效数字）。
(4)为减小实验误差，可采用的做法有________（有多个正确选项）。
A．换用内阻更小的电源
B．换用内阻更小的电流表
C．换用阻值范围为
的电阻箱
D．多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值
4．（2023·河北·高考真题）某实验小组测量绕制滑动变阻器电阻丝的电阻率
，实验器材：电源E（
，内阻很小）、电压表（量程为
，内阻很大）、待测滑动变阻器
（最大阻值几十欧姆）、电阻箱
（最大阻值
）、滑动变阻器
（最大阻内值
）、毫米刻度尺、开关S 以及导线若干。实验电
路如图。
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第一步：按图连好电路。将滑动变阻器
和
的滑片均置于最左端，电阻箱
阻值调为零。闭合开关S，
调整
滑片的位置，使电压表的示数为
。
第二步：断开开关S，保持
滑片的位置不动，将
的阻值调为
。
第三步：闭合开关S，向右移动
的滑片P，使电压表的示数仍为
，记录
的阻值R 以及
的滑片
P 到左端点a 之间的距离l。
第四步：断开开关S，保持
滑片的位置不动，调节
的阻值分别为
…，重复第三步。
第五步：实验结束，整理仪器。
实验记录的部分数据见下表。
组
次
1
2
3
4
5
R/Ω
0
5
10
15
20
l/
mm
0
20.
3
36.
8
60.
5
81.
1
（1）上表中不合理的一组数据为 （填组次序号）。
（2）当l 为
时，
的滑片P 到a 之间电阻丝的匝数为133，电阻丝的半径
mm（保留
2 位有效数字）。
（3）用
拟合上表数据，得k 近似为
，测得单匝电阻丝周长为
，则电阻丝的电
阻率
（保留2 位有效数字）
（4）若电阻率
的测量值与参考值相比偏大，产生误差的原因可能是 。
A．未考虑电压表内阻 B．未考虑电阻丝绝缘层厚度 C．未考虑电源内阻
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