文档文本内容
2026 届北京市高考二轮热点训练专题(十二)
——电学实验(一)电阻率的测量
三年考情分析
2025 考向预测
测金属丝的电阻率
2023 年T15
高考必考的题型之一,自21 年以后北京高考的试验
考查就变为了15 题考小实验,16 题考大实验的形
式,近几年电磁学实验集中分布在小实验部分。
未来高考实验命题很大可能还是会继续沿用“一力
一电、一大一小、一难一易、一熟一生”的思路,
但备考过程中也要全面覆盖,所以在复习中一定要
把握实验的灵魂——原理,只有在原理性内容掌握
之后,才能进行数据的处理和误差分析。
测电源电动势和内阻
2024 年T15
多用表的使用
2025 年T15
电路故障分析
2025 年T15
感应电流方向
2024 年T15
【考查特点】
实验考查“来源于教材,而又不拘泥于教材”,考查内容广泛,考法灵活,注重对实
验操作、基本原理和方法的理解及应用,并考查基本实验方法的迁移和灵活应用能力。
【必备知识】
基本仪器的选择与读数、电路的选择或补全、实验原理的理解与分析、实验方案的设
计、实验数据的合理表达与评估、误差分析。
【考查要求】
注重基础性和应用性,也会出现具有一定综合性和创新性思维的考题。
二、典型问题分类
(一)测金属丝的电阻率
1、用实验室提供的器材测量一种金属电阻丝的电阻率。
(1)先用多用电表电阻挡粗测金属电阻丝的阻值。
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择“10”倍率的电阻挡;调
节欧姆调零旋钮使指针指在右侧0 刻度线;
②将红、黑表笔分别与金属电阻丝的两端相接,指针指在如图甲中虚线a 的位置。为了能
获得更准确的测量数据,应将电阻挡调整到_____(选填“1”或“100”)倍率;然后进行
________(选填“欧姆”或“机械”)调零。
③调整后指针指在图中虚线b 的位置,则该金属电阻丝阻值的测量值是_______Ω;
(2)现有电源(电动势E 为3.0V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材。
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω)
B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器(0~200Ω,额定电流1A)
为减小误差,电压从零开始可调,滑动变阻器应选________。图乙是测量该电阻丝实验器
材的实物图,图中已连接了部分导线,还有两根导线没有连接,请补充完成_______。
2、用图所示的电路图测量金属丝Rx的电阻率。
(1)闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片P 应处在图中的__________(填“M”或“N”)端。
(2)按照图连接实物,连接结果如图乙所示。下列说法正确的是____________。
A. 导线a 接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源
B. 导线a 接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
C. 导线b 接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源
D. 导线b 接线错误,若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数
3、某学习小组设计实验测量某合金丝的电阻率
,他们进入实验室,找到如下器材:
A.一节干电池(电动势为
)
B.毫安表A(量程为
,内阻
)
C.定值电阻
D.电阻箱
E.刻度尺、螺旋测微器、接线夹、开关、导线
(1)该组同学用螺旋测微器测量合金丝的直径,测量结果如图1 所示,则合金丝直径
______mm。
(2)基于以上器材,为了测量该合金丝的电阻率,设计了如图2 所示的实验电路图,将电
阻箱
阻值调到
。某次测量时,电流表的示数为0.50mA,则流经电源的电流
______A
(3)改变接入电路的合金丝的长度,记录多组流经电源的电流的倒数
和的数值,绘
出如图3 所示的图线。已知图线的斜率为
,则金属丝的电阻率
______(用含
、
、
的表达式表示)。
(4)有两种金属直导线,横截面积均为
,长度分别为
、
,电阻率分别为
、
,
且
。现将它们串联在一稳恒直流电路中,如图4 所示。已知导线中稳恒电场的基本
性质与静电场相同。请通过推导比较两金属导线中沿导线方向的稳恒电场
和
的大小
关系______;小明猜想
与
的大小关系是两导线接触面处有“净余电荷”所致。请根
据这个猜想判断“净余电荷”的电性______。
4、某同学想要测量一段均匀材料金属丝的电阻率,已知待测金属丝电阻
约为
。
(1)现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了以下相关器材:
A.电池组(3V,内阻约1
)
B.电流表(0~3A,内阻约0.025
)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125
)
D.电压表(0~3V,内阻约3k
)
E.电压表(0~15V,内阻约15k
)
F.滑动变阻器(0~20
,额定电流1A)
G.滑动变阻器(0~1000
,额定电流0.3A)
H.开关,导线
实验时应选用的电流表是_______,电压表是_______,滑动变阻器是_______。(填写各器
材的字母代号)
(2)为使电阻的测量结果尽量准确,且金属丝两端的电压从零开始变化。以下实验电路符
合要求的是______。
A.
B.
C.
D.
(3)实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,并描绘出
图线,
如图所示。若图线的斜率为
,金属丝的长度为,直径为
,则金属丝电阻率的表达式
为__________。(用
表示)
(4)某同学认为,在不改变电路结构的基础上,可以通过改变金属丝长度,并利用某一电
表测得的数据,作出相应的图像,进而通过图线的斜率
求得金属丝的电阻率。请简要说
明实验方案,并用斜率
表示金属丝的电阻率。(需要的其他物理量可自选符号表示)
5、某同学通过实验测量阻值约为5Ω、粗细均匀的金属丝的电阻率。
(1)该同学采用如图所示的电路测量金属丝的电阻
。现有电源(电动势为3.0V,内阻
不计),电压表(量程0~3V,内阻约3k),开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~3A,内阻约0.025)
B.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.125)
C.滑动变阻器(0~5,3A)
D.滑动变阻器(0~1000,0.5A)
为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用___________,滑动变阻器应选用
___________。(选填实验器材前的字母)
(2)电压表应连接___________点(选填“M”或“N”)。闭合开关S 前,滑动变阻器的滑
片应处在___________(选填“左端”或“右端”)。
(3)测得金属丝的直径为d,长度为L,电阻为R,则该金属丝电阻率测量值的表达式
___________。仅考虑电表内阻引起的误差,电阻率的测量值___________真实值(选
填“大于”或“小于”)。
(4)材料的电阻率
随温度t 变化的规律为
,其中
是材料在t=0℃时的
电阻率,
为电阻温度系数,在一定的温度范围内
是与温度无关的常量。不同材料的
可能为正数也可能为负数。该同学设想利用两种材料制成阻值在一定温度范围内不随温度
变化的电阻。若在0℃时,A 材料的电阻率为
,电阻温度系数为
,B 材料的电阻率为
,电阻温度系数为
。用A、B 两种材料制成横截面积为S,长度分别为L1和L2的导
线,将两段导线串联成一个导体,S、L1、L2均不随温度变化。当L1、L2满足
_________________关系时,导体的电阻在0℃附近不随温度变化,若使该导体的电阻等于
R,则L1、L2与R 的关系式为
___________。
6、某实验小组用图1 所示电路测量一段粗细均匀、阻值约为5Ω 的金属丝的电阻率。
(1)实验室有电源(电动势E 为3.0V,内阻约为1Ω)、开关和导线若干,以及下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)
B.电流表(量程0~3A,内阻约0.025Ω)
C.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)
E.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(0~1kΩ,额定电流0.5A)
为了比较准确地测量金属丝的电阻阻值
,实验中电流表应选___,滑动变阻器应选___。
(选填器材前的字母)
(2)图2 所示为测量R2的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,请根据图1 电路图补
充完成图2 中实物间的连线___。
(3)该小组同学正确连接电路,改变滑动变阻器的滑片位置,测量得到多组电压U 和电
流I,并在图3 坐标系中标出。
a.请在图3 中画出U-I 图线___。
b.已通过U-I 图线得到了Rx。为准确测量待测金属丝的电阻率,请写出还需要测量的物理
量及对应的测量方法___。
(4)该小组同学利用上述相同实验器材,分别按照图1 和图4 的电路图正确连接电路。按
操作规范,将滑动变阻器滑片从一端滑向另一端,探究电压表示数U 与滑片移动距离x 间
的关系,分别得到图线甲和乙。已知滑动变阻器电阻丝的总长度为L,下列反映U-x 关系
的示意图中可能正确的是 。
A.
B.
C.
7、某学习小组做“测量金属丝的电阻率”实验,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);
待测金属丝R;
刻度尺,螺旋测微器,开关S,导线若干。
(1)使用螺旋测微器测量金属丝直径,某次测量结果如图1 所示,其读数为______mm。
(2)如图2 所示,把待测金属丝接入电路,闭合开关S 后,将滑动变阻器滑片调节到合适
位置,将电压表右侧接线端K 分别接到M、N 端,观察到电压表示数变化比电流表示数变
化更明显。则测量金属丝电阻时应将K 接到______(选填“M”或“N”)端。
(3)正确连接电路,得到金属丝
图像如图3 所示。由图像可知金属丝的电阻
______Ω(保留2 位有效数字)。
(4)用刻度尺测得金属丝的长度为L,金属丝的直径和电阻分别用d 和R 表示,则该金属
丝的电阻率
______。
(5)该学习小组想利用导体电阻随温度改变的特性制做电阻温度计。选取甲、乙、丙三种
不同材料的金属丝,研究他们的电阻率随温度变化的关系,测量不同温度下金属丝的电阻
率,做出
图像如图4 所示。如果要求所制温度计刻度均匀、灵敏度高,最适合的材
料是______(选填“甲”“乙”或“丙”),理由是______。
8、在“测量金属丝的电阻率”实验中:
(1)下列说法正确的是______。
A. 用刻度尺多次测量金属丝的全长,算出其平均值
B. 用螺旋测微器在金属丝上某一位置测量得出其直径
C. 实验中尽可能保持金属丝的温度不变
(2)若待测金属丝电阻
较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且金属丝两端的电压调
节范围尽可能大,以下实验电路符合要求的是______。
A.
B.
C.
D.
(3)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出
图像,图
线的斜率为k,金属丝的有效长度为l,直径为D,则金属丝电阻率的表达式为______。
(4)某同学利用金属丝和内阻为
的灵敏电流计G 设计了一个多量程电流表。如图1 所
示,G 两端并联长为L 的金属丝,调节滑动变阻器使G 满偏,毫安表示数为I,改变L,重
复上述步骤,始终保证G 满偏,获得多组I、L 数据,作出
图像如图2 所示,
均为已知量。
①若想将灵敏电流计改装为量程为
的电流表,则接入金属丝的长度为______;
②若给定金属丝的横截面积为S,则可由题目中信息得到金属丝的电阻率为______。
9、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
(二)测量电阻实验中的故障分析问题
10、在测量某定值电阻的电阻率实验中,部分电路按照图1 连接。由试触a 点改为试
触b 点时,发现电压表的示数变化较大,电流表的示数变化不明显,为了减小测量误差,
电压表右端接在 __________ 点 ( 填 “a”或“b”)。某同学用图2 所示的实物电路测
录定值电 Rx 的电阻率。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电
流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是 ____________________。
11、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___________。