11-3-實驗：導體電阻率的測量(2019人教版必修第三冊)(原卷版)

11.3實驗:導體電阻率的測量課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎過關練1．小明同學在某次使用20分度的游標卡尺時看錯了分度，讀出來的錯誤讀數(shù)為，則該尺的主尺刻線上有一條與游標尺某刻線是對齊的，這條刻線的讀數(shù)為（）A． B． C． D．2．在“測定金屬的電阻率”的實驗中，下列說法中正確的是（）A．用伏安法測金屬絲的電阻時，可采用電流表內(nèi)接法B．實驗中應調(diào)節(jié)滑動變阻器，取得多組U和I的值，然后求出電阻平均值C．應選用毫米刻度尺測整根金屬絲的長度三次，然后求出長度平均值D．實驗中電流強度大小可不加要求3．（多選）如圖所示為滑動變阻器示意圖，下列說法中正確的是（）A．a(chǎn)和b串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻增大B．b和d串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻減小C．b和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻增大D．a(chǎn)和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電阻增大4．（1）圖甲中游標卡尺的讀數(shù)為___________mm；（2）圖乙中螺旋測微器的讀數(shù)為___________mm；5．某實驗小組測量某圓柱復合材料的電阻率。（1）該實驗小組分別用20分度的游標卡尺、螺旋測微器測量其長度和直徑，某次測量結(jié)果如圖甲、乙所示。該圓柱復合材料的長度___________cm，直徑___________mm；（2）該實驗小組用如圖丙所示實驗電路測量其電阻值。閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于___________端（填“a”或“b”）；（3）某次實驗時，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，若用表示該圓柱復合材料的電阻的測量值，則該測量值比真實值偏___________（填“大”或“小”）。導致此誤差的原因是___________；（4）用實驗過程中測量的物理量對應的字母表示電阻率，則該圓柱復合材料電阻率的表達式為___________。6．（1）如圖甲、乙、丙所示的三把游標卡尺，它們的游標尺自左向右分別為10分度、20分度、50分度，它們的讀數(shù)依次為________mm、________mm、________mm。（2）某同學用如圖丁所示的螺旋測微器測量小球的直徑時，他應先轉(zhuǎn)動________使F靠近小球，再轉(zhuǎn)動________使F夾住小球，直至聽到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動________使F固定后讀數(shù)（填儀器部件字母符號）。正確操作后，螺旋測微器的示數(shù)如圖戊所示，則小球的直徑是______mm。7．小張同學打算測量某種由合金材料制成的金屬絲的電阻率ρ。待測金屬絲的橫截面為圓形。實驗器材有毫米刻度尺、螺旋測微器、電壓表（內(nèi)阻幾千歐）、電流表（內(nèi)阻幾歐）、滑動變阻器、電源、開關、待測金屬絲及導線若干。（1）用毫米刻度尺測量其長度，用螺旋測微器測量其直徑，結(jié)果分別如圖甲和圖乙所示。由圖可知其長度L=___________cm，直徑D=___________mm；（2）該同學計劃用U-I圖像法求出金屬絲電阻的阻值，實驗獲取數(shù)據(jù)時要求電壓從0開始變化。請將圖丙所示實物電路圖中所缺部分導線補全___________；（3）圖丁是實驗中根據(jù)測得的6組電流I、電壓U的值描的點，由圖求出的電阻R=___________Ω（保留3位有效數(shù)字）；（4）待測金屬絲的電阻率的表達式為ρ=___________（用字母R、D、L表示）。8．在“測定金屬絲的電阻率”實驗中：（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑D，示數(shù)如圖甲所示，D=___________mm。（2）某小組利用電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）、電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）等器材測金屬絲電阻，要求電壓和電流均從0開始測量，得到多組電流、電壓數(shù)據(jù)，求出金屬絲的電阻Rx=50Ω。他們采用的是圖乙中的___________電路圖，Rx的真實值___________（填“大于”“小于”或“等于”）50Ω。9．（1）小余同學在拆卸玩具時，發(fā)現(xiàn)一根很特別的金屬絲，準備測量一下它的電阻率，首先他利用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，某次測量時，螺旋測微器的示數(shù)如圖1所示，則該金屬絲直徑的測量值d=_______mm。

（2）為了測出比較準確的電阻率，他利用現(xiàn)有器材設計了如圖2所示的電路，比較準確的測量了金屬絲的電阻Rx。實驗中除開關、若干導線之外還能利用器材：A．待測合金絲Rx（接入電路部分的阻值約4Ω）B．電源（電動勢4V，內(nèi)阻不計）C．電流表（0~0.6A，內(nèi)阻為1Ω）D．靈敏電流計G（滿偏電流Ig為200μA，內(nèi)阻rg為500Ω）E．滑動變阻器（0~10Ω，允許通過的最大電流2A）F．滑動變阻器（0~100Ω，允許通過的最大電流1A）G．電阻箱R0（0~99999.9Ω）為了調(diào)節(jié)方便，實驗中滑動變阻器應選___________。（填儀器前面的字母代號）（3）該同學按照圖2的電路連接實物圖，請將剩下的實物圖補充完整____。（4）若該同學想將電流計改裝成0~3V的電壓表，則將電阻箱接入電路的阻值調(diào)為R0=______Ω，改變滑動變阻器接入電路的電阻值，進行多次實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，畫出了靈敏電流計G的示數(shù)IG和電流表A的示數(shù)IA的關系圖線如圖3所示。由此可知，金屬絲接入電路的電阻測量值Rx=_______Ω（保留兩位有效數(shù)字）。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練10．某同學根據(jù)圖甲的電路連接器材來“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”。實驗時多次改變電阻絲接入電路的長度l、調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使電流表的讀數(shù)I達到某一相同值時記錄電壓表的示數(shù)U，從而得到多個的值，作出圖像，如圖乙所示。（1）滑動變阻器應選_______（選填“”或“”）。（2）開關閉合前，滑動變阻器的滑片應該移動到________端（選填“a”或“b”）。（3）在某次測量時，量程為的電壓表的指針位置如圖所示，則讀數(shù)_______V。（4）已知電阻絲的橫截面積為，則電阻絲的電阻率為_________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。（5）本實驗中電流表的內(nèi)阻為_________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。11．在做《測定金屬的電阻率》的實驗中，若待測電阻絲的電阻約為，要求測量結(jié)果盡量準確，備有以下器材：A．電池組（、內(nèi)阻約）

B．電流表（，內(nèi)阻約）C．電流表（，內(nèi)阻約）

D．電壓表（，內(nèi)阻約）E．電壓表（，內(nèi)阻約）

F．滑動變阻器（，允許最大電流）G．滑動變阻器（，允許最大電流）

H.開關、導線（1）上述器材中應選用的是___________。（只填寫字母代號）（2）圖甲是未完成的實物連線圖，圖中為待測導體右端接線柱，為電流表正極接線柱，為滑動變阻器左上端接線柱，為滑動變阻器左下端接線柱。則導線①應連接___________（填“”或“”）。導線②應連接___________（填“”或“”）；此時最終電阻的測量值___________（填“偏大”或“偏小”）。（3）該同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)得到的伏安特性曲線如圖乙所示，圖中段向上彎曲的主要原因是___________。（4）某次用螺旋測微器測金屬絲直徑為，用游標卡尺測金屬絲的長度為，電壓表和電流表的示數(shù)分別為、，寫出該金屬絲的電阻率的表達式___________（用、、、表示）。12．某實驗小組為了測定自來水的電阻率，把粗細均勻的圓柱形玻璃管中注滿自來水，玻璃管兩端用橡皮塞住管口，用鐵釘引出進行測量，進行如下實驗：（1）在注水前，用游標卡尺測玻璃管內(nèi)徑如圖所示，則該玻璃管的內(nèi)徑為_______mm；（2）用多用電表歐姆擋的“”倍率，對玻璃管中水的電阻進行測量，結(jié)果如圖所示。（3）為了較精確測量水柱的阻值，實驗小組采用圖所示的實驗電路進行實驗。①請在答題紙中根據(jù)該實物圖完成對應的電路圖_______。②在閉合開關之前，應把滑動變阻器的滑片P置于最_______端（填“左”或“右”）。③實驗時電流表采用的量程為，內(nèi)阻約為的微安表：電壓表選用0~3V檔，內(nèi)阻約為，閉合開關后調(diào)節(jié)活動變阻器的滑動片，發(fā)現(xiàn)電壓表的偏轉(zhuǎn)角度很小，測得的數(shù)據(jù)如下：0.080.200.300.400.500.552578117145185195④實驗小組根據(jù)測得數(shù)據(jù)畫出自來水柱的I-U圖象，得到電阻值為，與多用電表測量值相差極大。試分析出現(xiàn)這種情況的主要原因：___________。13．某同學用如圖甲所示的電路測量一未知電阻的阻值，有以下器材可供選擇。待測電阻Rx（阻值約為10Ω）；電壓表V1（量程為6V，內(nèi)阻約為2kΩ）；電壓表V2（量程為15V，內(nèi)阻約為10kΩ）；電流表A1（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω）；電流表A2（量程為3A，內(nèi)阻約為0.02Ω）；單刀雙擲開關；滑動變阻器R（最大阻值為10Ω，允許通過的最大電流為2A）；電源E（電動勢為12V，內(nèi)阻忽略不計）；單刀單擲開關；導線若干。（1）為了較準確地測出待測電阻的阻值，電壓表應選擇___________，電流表應選擇___________。（2）如圖乙所示為電路對應的實物圖，請用筆畫線代替導線將實物圖補充完整。()（3）進行測量時，單刀雙擲開關應擲于___________（填“a”或“b”）處，該電阻的測量值_________（填“>”“=”或“<”）真實值。14．實驗小組要測定金屬絲的電阻率，實驗室提供的實驗器材如下A．待測金屬絲R（電阻約8Ω）

B．電流表A（0.6A，內(nèi)阻約0.6Ω）C．電壓表V（3V，內(nèi)阻約3kΩ）

D．滑動變阻器R1（0~5Ω，2A）E.電源E（6V）F.開關，導線若干（1）一同學用螺旋測微器測出金屬絲的直徑為0.393mm，若用20分度游標卡尺測量，則讀數(shù)應為________mm；（2）某同學設計了甲、乙兩個實驗電路，為能在實驗中獲得盡可能大的電壓調(diào)節(jié)范圍，并能較準確地測出金屬絲的阻值，實驗電路應選用電路________；（3）請用筆畫線代替導線，在圖丙中將實物電路圖連接完整________；（4）測得金屬絲的直徑為d，改變金屬夾P的位置，測得多組金屬絲接入電路的長度L及相應電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I，作出-L圖像如圖丁所示.測得圖線斜率為k，則該金屬絲的電阻率ρ為________（用符號d、k表示）；（5）關于電阻率的測量，下列說法中正確的有________；A．閉合開關S前，應調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片使電阻絲的電壓最小B．實驗中，滑動變阻器R1的滑片位置確定后不可移動C．待測金屬絲R長時間通電，會導致電阻率測量結(jié)果偏小D．該實驗方案中電流表A的內(nèi)阻對電阻率測量結(jié)果沒有影響15．電阻率是用來表示各種材料導電性能的物理量。某同學在實驗室測量一新材料制成的圓柱體的電阻率。（1）用螺旋測微器測量其橫截面直徑，示數(shù)如圖甲所示，可知其直徑___________mm；用游標卡尺測其長度，示數(shù)如圖乙所示，可知其長度為___________mm。（2）用多用電表粗測其電阻約為6Ω。為了減小實驗誤差，需進一步用伏安法測量圓柱體的電阻，要求待測電阻兩端的電壓能從0開始連續(xù)可調(diào)。除待測圓柱體外，實驗室還備有的實驗器材如下：A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）B．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）C．滑動變阻器（阻值范圍，2.0A）D．直流電源（電動勢為3V）E．開關

F．導線若干則該實驗電路應選擇下列電路中的___________。A．B．

C．D．（3）該同學正確連接電路，所有操作都正確，則測出的電阻___________真實值（填“大于”“小于”或“等于”），該誤差的來源是___________，這種誤差屬于___________誤差。（4）實驗測出圓柱體的電阻為，圓柱體橫截面的直徑為，長度為，則圓柱體電阻率為___________。（用、、表示，單位均已為國際單位）16．某實驗小組成員要測量某一定值電阻的阻值。（1）小王同學設計了如圖甲所示的電路。圖中R為電阻箱，為滑動變阻器。電流表（量程0~25mA，內(nèi)阻）。閉合電鍵前，將圖中的滑動變阻器滑片移到最______（填“左”或“右”）端，同時將電阻箱的阻值調(diào)為較大，閉合電鍵，再閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片、使電流表的指針偏轉(zhuǎn)較大角度，記錄此時電流表的示數(shù)I，及電阻箱的示數(shù)，保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開電鍵，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)仍為I，記錄這時電阻箱接入電路的電阻，則被測電阻______。（2）小李同學設計了如圖乙所示的電路。實驗前，將滑動變阻器的滑片移到合適的位置，閉合電鍵，多次調(diào)節(jié)滑動變阻器和電阻箱，每次使電壓表有同一個較大讀數(shù)U，記下每次調(diào)節(jié)后電阻箱的讀數(shù)R和對應電流表的讀數(shù)I。以電阻箱電阻的讀數(shù)R為橫坐標，以電流表讀數(shù)I的倒數(shù)為縱坐標建立坐標系，描點作圖，獲得圖線的縱軸截距為b，如圖丙所示，可知被測電阻______（用題中所給的物理量符號表示），若從系統(tǒng)誤差的角度分析用該方法測得的電阻與真實值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。17．一根中空的細長均勻?qū)щ姌悠?，如圖a所示，環(huán)狀陰影部分為導電材料的截面，電阻約為100Ω，這種材料的電阻率為，因該樣品的內(nèi)徑太小，無法直接測量，現(xiàn)提供以下實驗器材：導電材料樣品Rx；毫米刻度尺；螺旋測微器；電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程50mA，內(nèi)阻約20Ω）；滑動變阻器R（0~20Ω，額定電流2A）；直流電