高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验：导体电阻率的测量精品课堂检测

第3节 实验：导体电阻率的测量

一、单选题

1．有I、II两根不同材料的电阻丝，长度之比为L1：L2=1：5，横截面积之比为S1：S2=2：3，电阻之比为R1：R2=2：5，则它们的电阻率之比为（　　）

A．2：3 B．3：4 C．4：3 D．8：3

2．某待测电阻约100Ω左右，电压表内阻为3000Ω，电流表内阻为0.2Ω，采用伏安法测电阻时，应选择电流表何种接法，测量误差较小，测量值比真实值相比如何（　　）

A．内接法，比真实值偏大 B．外接法，比真实值偏大

C．内接法，比真实值偏小 D．外接法，比真实值偏小

3．下列说法正确的是（　　）

A．任何材料的电阻率都随温度的升高而增大

B．由可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比

C．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率均不变

D．由可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零

4．金属导体中的电流是导体的自由电子在电场作用下做定向运动形成的。已知一段粗细均匀的铜线中通过的电流为2A，设每个铜原子提供一个自由电子为载流子，电子的电量为。另外还有一些可供选择的物理量：阿伏伽德罗常数，铜的摩尔质量，铜线的长度L，铜线的电阻R，铜线的质量m，铜线两端的电压U。则为估算出电子定向运动的速度，从以上物理量中应该选用的是（　　）

A．、、m、R B．、m、U、R C．、、m、L D．、m、L、R

5．如图所示，、间电压恒定，当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为；当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为。可以推断（　　）

A．较准确的测量值是 B．较准确的测量值是

C．较准确的测量值是 D．较准确的测量值是

二、多选题

6．关于游标卡尺和螺旋测微器的读数，下列说法正确的是 （　　）

A．游标卡尺读数为5.45cm B．游标卡尺读数为5.45mm

C．螺旋测微器读数为6.726cm D．螺旋测微器读数为0.6726cm

三、实验题

7．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度L =________mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如上图乙所示，由图可知其直径D =________mm；

（3）用多用电表的电阻“×100”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_________Ω；

（4）该同学用伏安法较精确地测量出圆柱体电阻为R时，电压和电流分别是U和I，则该圆柱体材料的电阻率ρ= ________；（不要求计算，用题中所给字母表示）

8．某实验小组利用如下器材测量某金属丝的电阻率：

A．电源（3V，内阻约为0.1Ω）

B．电流表（量程0.6A，内阻约为0.1Ω）

C．电流表（量程3A，内阻约为0.03Ω）

D．电压表（量程3V，内阻约为3kΩ）

E．滑动变阻器（1kΩ，0.3A）

F．滑动变阻器（20Ω，2A）

G．待测金属丝、螺旋测微器、米尺、开关和导线等

（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径，某次测量时示数如图所示，其读数为________mm；

（2）实验小组选好实验器材，实验过程中改变滑动变阻器的位置，记录电压表和电流表的示数如下表：

根据以上信息，你认为该小组选用的电流表是________，滑动变阻器是________（只填仪器前的代号）；

（3）请设计较为节能且误差较小的电路，把图乙电路连接完整______。

9．某物理兴趣小组要研究一个小灯泡的伏安特性，他们手中的实验器材如下：

电流表：量程为，内阻；

电流表A2：量程为，内阻；

定值电阻：阻值为；

定值电阻：阻值为；

滑动变阻器：最大阻值约为；

电源E：电动势约为，内阻可忽略；

开关及导线若干。

该实验要求没有系统误差滑动变阻器调节过程中，两电流表指针偏角的调节范围要尽可能大设计电路如图所示。

(1)图中R应选择定值电阻___________（填写器材后面的代号）；

(2)若两电流表、A2的示数分别表示为、，利用、、、或写出计R算小灯泡L功率的表达式P=___________；

(3)实验时，闭合开关S，逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应和，某次实验数据为，，此时灯丝电阻R=___________。

(4)为保证小灯泡安全，不能超过___________。

10．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度L=___________mm；  

（2）用螺旋测微器测量其直径如图2所示，由图可知其直径D=___________mm；

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘示数如图3所示，则该电阻的阻值约为___________ Ω

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R；

电流表A1（量程0~5mA，内阻约50Ω）

电流表A2（量程0~15mA，内阻约30Ω）

电压表V1（量程0~3V，内阻约10kΩ）

电压表V2（量程0~15V，内阻约25kΩ）

直流电源E（电动势4V，内阻不计）

滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω，允许通过的最大电流2.0A）

滑动变阻器R2（阻值范围0~2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）；

开关S；导线若干

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在下面框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号___________。

（5）若已知伏安法测电阻电路中电压表和电流表示数分别用U和I表示，则用此法测出该圆柱体材料的电阻率= ___________。（不要求计算，用题中所给字母表示）

11．某同学测量一根长直电阻丝的电阻率。按图1所示的电路用等效替代方法测出一段电阻丝的电阻∶导线Ⅰ和Ⅱ先按图1中的实线连接，后按图1中的虚线连接在上述两种情形下，当电流计G的示数为零时导线I和Ⅱ中无电流流过，电压，则，由此可测得P1P2段的电阻为R0。R0的阻值已知，P1P2的长度通过固定在电阻丝旁的刻度尺读出。

（1）待测电阻丝的总电阻约20Ω，若有两种阻值的定值电阻∶①10Ω；②30Ω，实验中R0应选用____________

（2）根据图1中实线的电路，请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入图2所示的实物电路。（______）

（3）按图1中实线连接好电路后，闭合开关S1和S2，接下来的正确操作顺序是____________。

①将导线Ⅰ连接在B上

②记下P1位置在刻度尺上的读数

③记下P2位置在刻度尺上的读数

④调节滑动变阻器的触头，使G的示数为零

⑤改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使G的示数为零

（4）该同学多次更换定值电阻R0重复上述实验。当R0=15Ω时，记下P1的读数为70.00cm，P2的读数为20.00cm。用螺旋测微器测得电阻丝的直径，并计算出电阻丝的横截面积为0.500mm2。由此求得电阻丝的电阻率ρ=____________Ω·m。

（5）小明同学认为与教材中“测量金属丝的电阻率”的实验方法相比，上述实验测得电阻的误差更小。你是否同意他的观点？请简要说明理由。（______）

12．某同学为了测量一根合金电阻丝的电阻率，设计了如图甲所示的电路。所用器材有：电流表，电阻箱、滑动变阻器、待测合金电阻丝、电源、开关S及导线等。操作步骤如下：

①调节电阻箱阻值达到最大，调节滑动变阻器滑片到正确位置；

②闭合开关，调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，当两个电流表的示数满足时，记录此时电阻箱的读数。

请回答以下问题：

（1）在图乙中，用实线补充完整实验电路实物图。（______）

（2）用螺旋测微器测量该合金电阻丝的直径，螺旋测微器的示数如图丙所示，该合金电阻丝的直径为____。

（3）已测得该合金电阻丝的长度，电阻箱的读数为，根据上面测量的数据可计算出合金电阻丝的电阻率____（结果保留2位有效数字）。

（4）若电流表内阻不能忽略，则合金电阻丝电阻率的测量值_____________真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。

13．某实验小组设计了如图甲所示电路图测量电流表G1的内阻；实验室提供的实验器有：

A．待测电流表G1（，内阻约为）

B．电流表G2（，内阻约为）

C．定值电阻R1（300Ω）

D．定值电阻R2（10Ω）

E．滑动变阻器R3（0~1000Ω）

F．滑动变阻器R4（0~20Ω）

G．干电池（）2节

H．开关S及导线若干

（1）实验电路中的定值电阻应选______，滑动变阻器应选______；（填所选择仪器前的序号）

（2）请在图乙中完成实物连接；______

（3）实验中测出G1和G2电流表的示数和。图丙为该组同学测出数据的图线，则待测电流表G1的内阻______；（保留3位有效数字）；

（4）用该电路测量出的电流表内阻值方法，______（填“存在”或“不存在”）系统误差。

14．某同学欲测量一阻值大约为10 Ω，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择:

A．电源E（电动势为6.0 V）

B．电压表V（量程为0~6 V，内阻约为8 kΩ）

C．电流表A1（量程为0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω）

D．电流表A2（量程3 A，内阻约0.05 Ω）

E.滑动变阻器R2（最大阻值5 Ω，额定电流2 A）

（1）用游标卡尺测得该材料的长度L如图甲所示，读数L=_____mm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示，读数D=______mm；

（2）测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用______ （填所选仪器前的字母符号），选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上；______

（3）设测得导电材料的电阻为R，导电材料的长度为L，导电材料的直径为D，求得导电材料的电阻率为______ （用R、L、D三个物理量表述）。

15．某同学用如图甲所小的电路测量一段总阻值约为10Ω的均匀电阻丝的电阻率ρ。在刻度尺两端的接线柱a和b加之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，从而可改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：

电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）

电流表A1（量程0~0.6A）

电流表A2（量程0~100mA）

电阻箱R（0~99.99Ω）：开关、导线若干。实验操作步骤如下：

①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D

②根据所提供的实验器材，设计如图甲所示的实验电路；

③调节电阻箱使接入电路中的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；

④闭合开关，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L

⑤改变P的位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值。使电流表再次满偏

⑥重复多次，记录每一次的R和L数据

请回答下列可题

（1）电流表应选择___________（选填“A1”或“A2"）

（2）用记录的多组R和L的数据，绘出了如乙所示图线，截距分别为r和l，则电阻丝的电阻率表达式ρ=___________（用给定的字母表示）。

（3）电流表的内阻对本实验结果___________（填“有”或"无”）影响。