第3章 第5节 第6节(同步练习)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理必修第三册（鲁科版2019）

第3章　恒定电流 第5节　科学测量:长度的测量及测量工具的选用 第6节　科学测量:金属丝的电阻率 基础过关练 题组一　长度的测量 1.在某次实验时,甲同学用游标卡尺测量一工件长度(如图甲),示数为　　　　 cm。乙同学用螺旋测微器测量该工件宽度(如图乙),示数为　　　　 mm。  题组二　伏安法测电阻 2.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示。 计算结果由Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则　　　(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1　　　(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2　　　(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。  3.在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20 kΩ,电流表的内阻约为10 Ω,选择能够尽量减小误差的电路图连接实物进行实验,读得的各组数据用实心圆点标于坐标图上(如图所示)。 (1)根据各点表示的数据描出I-U图线,由此求得该电阻的阻值Rx=　　　　Ω(保留两位有效数字)。  (2)在方框中画出此实验的电路原理图。 题组三　测量金属的电阻率 4.在做“测定金属的电阻率”的实验中,若待测电阻丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量准确,备有以下器材: A.电池组(3 V、内阻1 Ω) B.电流表(0~3 A,内阻约0.012 5 Ω) C.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω) D.电压表(0~3 V,内阻约4 kΩ) E.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ) F.滑动变阻器(0~20 Ω,允许最大电流1 A) G.滑动变阻器(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A) H.开关、导线 (1)上述器材中应选用的是　　　　(只填写字母代号)。  (2)某同学采用了如图甲所示的部分电路测量电阻,则测量值比真实值偏　　　　(选填“大”或“小”)。根据测量数据得到的U-I曲线如图乙所示,图中MN段向上弯曲的主要原因是　　　　(填选项前的字母)。  　　 A.随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率增大,电阻增大 B.随着电阻丝中的电流增大,温度升高,电阻率减小,电阻减小 5.现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示。 (1)由上图读得圆柱体的直径为　　　 cm,长度为　　　　 cm。  (2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=　　　　。  6.某同学打算测量由某种合金材料制成的金属丝的电阻率,待测金属丝的横截面为圆形。实验器材有:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、开关、待测金属丝及导线若干。 (1)用毫米刻度尺测量待测金属丝的长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图1和图2所示,可得其长度L=　　　　cm,直径D=　　　　mm。  (2)该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值,要求电压从0开始变化。请将图3所示实物电路图中所缺导线补全。 (3)图4是根据实验中测得的6组电流、电压的值描绘的点,在图4上画出U-I关系图,求出金属丝的阻值R=　　　　Ω(保留3位有效数字)。  (4)请写出待测金属丝的电阻率的表达式ρ=　　　　(用测得的物理量符号和已知常数表示)。  能力提升练 题组一　伏安法测电阻 1.某同学想要准确测量一阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值,实验室提供了下列器材: A.电流表A(量程为0~6 mA,内阻300 Ω) B.电压表V(量程为0~3 V) C.滑动变阻器R1(0~5 Ω) D.滑动变阻器R2(0~1 000 Ω) E.电阻箱R0(0~999.9 Ω) F.电源(电压E=3 V) G.开关 H.导线若干 (1)为尽可能获取多组数据和操作方便,滑动变阻器应选择　　　　(填“R1”或“R2”);为将电流表A改装成量程为0~0.6 A的电流表,把电流表A与电阻箱R0并联,需要将电阻箱R0的阻值调为　　　　Ω(结果保留2位有效数字)。  (2)根据实验室提供的器材,设计实验电路并将如图甲所示的电路图补充完整。 (3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,记录下电压表的示数U和电流表的示数I,换算出通过待测电阻的电流Ix,在方格纸上作出如图乙所示的U-Ix图线,则待测电阻的阻值Rx=　　　　Ω(结果保留2位有效数字)。  题组二　测量金属的电阻率 2.电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如甲图所示,可知其直径为　　　mm;用游标卡尺测其长度,示数如乙图所示,可知其长度为　　　mm。  (2)其电阻约为6 Ω。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大,滑动变阻器采用分压式接法。除待测圆柱体Rx外,实验室还备有的实验器材如下: A.电压表V1(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ) B.电压表V2(量程0~15 V,内阻约为75 kΩ) C.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω) D.滑动变阻器R1(阻值范围0~5 Ω,2.0 A) E.滑动变阻器R2(阻值范围0~2 000 Ω,0.1 A) F.直流电源(电压为3 V) G.开关S,导线若干 电压表应选　　　,滑动变阻器应选　　　。(均填器材前的字母代号)  (3)为测量尽可能准确,请将图丙实验电路补充完整。 (4)实验测出圆柱体的电阻为R,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为ρ=　　　　。(用D、L、R表示)  (5)关于本实验的误差,下列说法正确的是　　　。  A.对圆柱体的直径多次测量求平均值,可消除误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.利用电流I随电压U的变化图线求圆柱体电阻可减小偶然误差 3.在“测定金属的电阻率”实验中: (1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径d,某次测量时,螺旋测微器的示数如图1所示,则该合金丝直径的测量值d=　　　　mm。  (2)若测出合金丝长度为L,直径为d,电阻为R,则该合金丝电阻率的表达式为ρ=　　　。(用上述字母和通用数学符号表示)  (3)按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材: A.待测合金丝(接入电路的阻值约5 Ω) B.电源 (电压为4 V,内阻不计) C.电流表(0~3 A,内阻约0.01 Ω) D.电流表(0~0.6 A,内阻约0.2 Ω) E.灵敏电流计G(满偏电流Ig为200 μA,内阻rg为500 Ω) F.滑动变阻器(0~10 Ω,允许通过的最大电流为1 A) G.滑动变阻器(0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.3 A) H.电阻箱R0(0~99 999.9 Ω) 为了测量准确、调节方便,实验中电流表应选　　　　,滑动变阻器应选　　　　。  (4)按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx,开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于　　　　端(选填“a”或“b”)。  (5)甲同学按照图2所示电路图正确连接好电路,将电阻箱接入电路的阻值调为R0=14 500 Ω,改变滑动变阻器接入电路的电阻值,进行多次实验,根据实验数据,画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图3所示。由此可知,合金丝接入电路的电阻测量值Rx=　　　　Ω(保留两位有效数字)。  答案与分层梯度式解析 第3章　恒定电流 第5节　科学测量:长度的测量及测量工具的选用 第6节　科学测量:金属丝的电阻率 基础过关练 1.答案　10.405　7.575(7.574~7.576均可) 解析　游标卡尺的主尺读数为10.4 cm,游标尺读数为0.05×1 mm=0.05 mm=0.005 cm,所以游标卡尺的示数为10.4 cm+0.005 cm=10.405 cm,螺旋测微器的固定刻度读数为7.5 mm,可动刻度读数为0.01×7.5 mm=0.075 mm,所以螺旋测微器示数为7.5 mm+0.075 mm=7.575 mm。 方法技巧　游标卡尺的读数要三看:一看游标尺的分格数,由此确定精度;二看游标尺上0刻度线位置(易与游标尺的边界混淆);三看游标尺的哪条刻度线与主尺上的刻度线对齐。游标卡尺的读数=主尺(整毫米数)+游标尺(对齐格数×精度),精度包括0.1 mm、0.05 mm或0.02 mm,读数时不需要向后估读一位。 2.答案　Rx1　大于　小于 解析　=20,=10,因此Rx属于大电阻,用电流表内接法测电阻时测量值更接近真实值,即Rx1更接近真实值。因Rx1==Rx+RA,故Rx1>Rx;Rx2==R并(即Rx与RV的并联值),故Rx2<Rx。 3.答案　(1)如图1所示　2.3×103　(2)如图2所示 解析　(1)由图1可知,I-U图线为过原点的一条直线,该直线斜率的倒数表示电阻的大小,即Rx==2.3×103 Ω。 (2)由于待测电阻Rx≫RA,所以应采用电流表内接法;由于电压从零开始,滑动变阻器应采用分压式接法,电路图见答案。 4.答案　(1)ACDFH　(2)小　A 解析　(1)电源电动势为3 V,故应选量程为0~3 V的电压表,又因为待测电阻丝的电阻约为5 Ω,则电路中的最大电流约为I m== A=0.6 A,故应选量程为0~0.6 A的电流表,滑动变阻器应选0~20 Ω的,最大阻值太大会使电表读数变化不明显,调节时不方便,另外还需要电源和开关、导线,故选ACDFH。 (2)此同学的接法为电流表外接法,此时电流表测量的是通过电阻丝和电压表的电流之和,即电流表读数大于通过电阻丝的电流,由欧姆定律可知,电阻的测量值小于真实值;U-I图线向上弯曲,是因为电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,从而使电阻增大,即图线的斜率增大,故A正确。 5.答案　(1)0.184 2(在0.184 1~0.184 3范围内均可)　4.240　(2) 解析　(1)由题图(a)知螺旋测微器读数为1.5 mm+0.342 mm=1.842 mm=0.184 2 cm。 游标卡尺的读数为4.2 cm+8×0.005 cm=4.240 cm。 (2)圆柱体的横截面积为S'=π,由电阻定律及欧姆定律得ρ=。 6.答案　(1)59.40　0.436(0.435~0.437均可) (2)见解析图甲 (3)见解析图乙　5.80(5.70~5.90均可)　(4) 解析　(1)刻度尺读数时要估读到分度值的下一位,待测金属丝长度是59.40 cm。 螺旋测微器的读数是0+43.6×0.01 mm=0.436 mm,即待测金属丝直径是0.436 mm。 (2)要求电压从0开始变化,因此滑动变阻器采用分压式接法;待测金属丝电阻较小,电流表采用外接法,实物电路图的接线如图甲所示。 (3)在题图4中用直线拟合各数据点,使直线通过尽量多的点,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,舍弃离直线较远的点,如图乙所示。直线的斜率表示待测金属丝的电阻,由所画直线可得R≈5.80 Ω。 (4)由电阻定律R=ρ和S=,解得ρ=。 能力提升练 1.答案　(1)R1　3.0　(2)图见解析　(3)4.5 解析　(1)为测量多组数据,并使测量电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,为使操作方便应选最大阻值小的滑动变阻器,故滑动变阻器选R1。由电流表改装原理可知应并联电阻分流,则有R0== Ω≈3.0 Ω,即需要将电阻箱R0的阻值调为3.0 Ω。 (2)根据提供的器材,设计实验电路如图所示。 (3)由测量原理知,U-Ix图线的斜率等于Rx和改装后电流表内阻之和,有Rx+RA=k= Ω=7.5 Ω,而RA== Ω=3.0 Ω,解得Rx=k-RA=7.5 Ω-3.0 Ω=4.5 Ω。 2.答案　(1)1.744　41.4　(2)A　D　(3)图见解析　(4)　(5)C 解析　(1)螺旋测微器的读数为固定刻度读数与可动刻度读数之和,所以其直径为1.5 mm+24.4×0.01 mm=1.744 mm;游标卡尺读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以其长度为41 mm+4×0.1 mm=41.4 mm。 (2)由于电源电压为3 V,所以电压表应选0~3 V量程的,故选A;滑动变阻器应用分压式接法,故滑动变阻器选择最大阻值小的,故选D。 (3)电压表内电阻较大,待测圆柱体的电阻较小,故采用电流表外接法误差较小;根据以上分析,设计的电路图如图所示。 (4)根据电阻定律有R=ρ,S=π,联立可得ρ=。 (5)对圆柱体的直径多次测量求平均值,可减小偶然误差,不能消除误差,故A错误;由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,故B错误;利用电流I随电压U的变化图线求圆柱体电阻可减小偶然误差,故C正确。 3.答案　(1)1.170　(2)　(3)D　F　(4)b　(5)4.5 解析　(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为1 mm +17.0×0.01 mm =1.170 mm (2)合金丝的电阻R=ρ=ρ 解得电阻率ρ= (3)电路中最大电流约为I==0.8 A,电流表应选择D;为方便实验操作,滑动变阻器应选择F。 (4)由图2所示电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,闭合开关前滑片应置于b端。 (5)根据图2所示电路,由欧姆定律可知,合金丝阻值Rx=== Ω=4.5 Ω。 7 学科网（北京）股份有限公司 $$