电学实验专题练习：导体电阻率的测量 专项训练 -2026届高考物理二轮复习

电学实验：导体电阻率的测量 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、实验题 1.在“测定金属丝电阻率”的实验中： (1)用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，则d=        mm；用游标卡尺测量金属丝的长度如图乙所示，由图可知其长度L=        cm； (2)欲用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属丝的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材： A．电池组（3V，内阻1Ω） B．电流表（0~3A，内阻为0.5Ω） C．电流表（0~0.6A，内阻为0.5Ω） D．电压表（0~3V，内阻约为3kΩ） E.滑动变阻器（0~20Ω，额定电流1A） F.滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流0.3A） G.开关、导线 要求待测电阻两端的电压能从零开始变化，上述器材中，电流表应选        ，滑动变阻器应选       （填写各器材的字母代号）；电路应选          （选填甲、乙、丙、丁）。 2.某兴趣小组设计实验、测量某金属丝(阻值约几十欧姆)的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源、电流表A、定值电阻(阻值20.0Ω)、滑动变阻器R、待测金属丝、开关K、开关S、导线若干。图甲是学生设计的实验电路原理图。 (1)实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S。 (2)将K断开，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电流表读数记为，然后将K闭合，此时电流表读数记为。由此得到金属丝的电阻　　　。(结果用、、E表示) (3)继续微调R，重复(2)的测量过程，得到多组测量数据，如下表所示： (4)利用上述数据描点作图，则金属丝的电阻　　　Ω。 (5)用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图乙所示，该读数为　　　mm。多次测量后，得到直径的平均值恰与d相等。 (6)由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率。(保留2位有效数字) 3.某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中，欲先采用伏安法测出金属丝的电阻，已知金属丝的电阻大约为。实验室中有以下器材可供使用： A．电压表，内阻约为； B．电压表，内阻约为； C．电流表，内阻约为； D．电流表，内阻约为； E．滑动变阻器（）； F．滑动变阻器（）； G．两节干电池、开关及导线若干。 (1)用螺旋测微器测其直径        mm，再用游标卡尺测其长度为        cm。 (2)要求待测金属丝两端的电压从零开始连续变化，电压表应选      ，电流表应选      ，滑动变阻器应选      （请填写器材前字母序号）； (3)请在虚线框中将电路图补充完整，并将实物连接图补充完整。       (4)开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应滑至      （“左端”、“右端”）； (5)实验中调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，描绘出的图像是一条过原点的直线，已知该图线的斜率为k，金属导体的有效长度为L，直径为D，则该金属导体电阻率的表达式为      （用题目中给定的字母表示）； (6)依据设计的实验原理，实验测得的电阻率      （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 4.某学生用如图甲所示电路测量金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab(电阻约10 Ω，允许通过的最大电流为0.8 A)，稳恒电源E(电源输出电压恒为E＝12 V)，电压表V(量程为0～3 V，内阻约为5 kΩ)，保护电阻R1＝10 Ω、R2＝30 Ω、R3＝200 Ω，刻度尺、螺旋测微器，开关S，导线若干等． 实验时的主要步骤如下： ①用刻度尺量出金属导线ab的长度L，用螺旋测微器测出金属导线的直径d. ②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好． ③闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U. ④描点作出U－x图线求出金属导线的电阻率ρ. 完成下列填空： (1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图乙所示，该金属导线的直径d＝________mm. (2)如果实验时既要保证安全，又要测量误差较小，则保护电阻R应选________． (3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U作出的U－x图线如图丙所示．其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ＝________.(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示) 5.在“探究电阻与导体长度、横截面积的关系”实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，金属丝的匝数为39，用刻度尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5 Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系． (1)从图中得出金属丝的直径为________mm. (2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A．电压表(0～3 V，内阻约10 kΩ) B．电压表(0～15 V，内阻约50 kΩ) C．电流表(0～0.6 A，内阻约0.05 Ω) D．电流表(0～3 A，内阻约0.01 Ω) E．滑动变阻器(0～10 Ω) F．滑动变阻器(0～100 Ω) ①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．(填序号) ②实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的两处明显错误． 错误a：___________________________________________； 错误b：___________________________________________. 6.小明同学想测量构成滑动变阻器的金属丝的电阻率。于是，他找到一个坏了的滑动变阻器，拆下一段长约1 m、阻值约为100 Ω的金属丝，进行如下测量。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图所示，则金属丝的直径d＝________ mm。 (2)为了准确测量这段金属丝的电阻，小明找到如下器材：电流表(量程0～50 mA) 电阻箱(0～99.99 Ω) 一节干电池(电动势约1.5 V) 开关一个、线夹一个、导线若干 ①请你利用上述器材，帮他设计一个可以完成电阻测量的电路图，画在图甲的方框中。 ②完善小明同学的实验步骤(步骤中出现的物理量均需给出相应的符号)。 a.去掉金属丝的绝缘漆，接在线夹上，如图乙所示； b.按电路图连接实物电路； c.调节电阻箱和线夹位置使电流表有一个较大的示数，除记录该电流表示数外还需记录________________和________________； d.改变线夹的位置，调节电阻箱使电流表的示数不变，记录________________和________________； e.用米尺测量出_______________________________； f.写出电阻率的表达式：________________(用实验过程中出现的物理量符号表示)； g.重复上述步骤进行多次测量取平均值。 7.在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为________ mm(该值接近多次测量的平均值)． (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为电池组(3 V)、电流表(内阻约为0.1 Ω)、电压表(内阻约为3 kΩ)、滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流2 A)、开关、导线若干． 某小组同学利用以上实验器材按照图乙正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如表所示： (3)图丙是测量Rx的实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于滑动变阻器的一端．请根据(2)所选的电路图，补充完成图中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏． (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图丁所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属丝的阻值Rx＝________ Ω(保留两位有效数字)． (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为________． A．1×10－2 Ω·m B．1×10－3 Ω·m C．1×10－6 Ω·m D．1×10－8 Ω·m 8.超纯水在电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等研究领域有着广泛的应用。电阻率是衡量水的纯度的重要指标，某公司生产了一批超纯水，在商品宣传页（图甲）显示了该商品的标准参照值，当电阻率不小于时即为达标。为了检测该超纯水的电阻率是否达标，深外教师带领实验小组设计了以下实验方案来进行检测。 ①如图乙，在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板（薄板略小于容器横截面积）； ②选择合适的器材，按图丙所示连接电路，电源的电动势为，先将、接线柱用导线直接连接，调节滑动变阻器，使灵敏电流计达到满偏，满偏电流为； ③保持滑动变阻器滑片位置不变，用导线将图乙的、分别与图丙的、接线柱连接，在槽内。缓慢倒入超纯水，直到灵敏电流计指针指到时，记录倒入超纯水的体积为。 (1)根据所学知识分析，超纯水的导电性能越           （填“强”或“弱”）水的纯度越高。 (2)用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示，则底部长度为           cm。 (3)根据数据分析，此部分超纯水的电阻为           ，该超纯水电阻率           （填“达标”或“不达标”）。 9.现有一合金制成的圆柱体导线，要测其电阻率，现用螺旋测微器测量其直径d，用游标卡尺测量其长度L，螺旋测微器和游标卡尺的读数分别如图中a、b所示； （1）由上图可知圆柱体的直径d=__________mm；长度L=_________cm。 （2）选择合适的实验器材，实验电路图如图所示，按照电路图正确连接实物图。在图的实验电路图中，开始时滑动变阻器的触头应置于__________端（填“a”或“b”） （3）分别测出多组U、I值，以电压为纵坐标、以电流为横坐标做出U-I图像如图所示。若图像的斜率为k；则该圆柱体的电阻率=_____________。（用、、表示） 10.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，所用金属丝的电阻约为30 Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。 (1)用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图甲所示，则该电阻丝直径的测量值d＝________ mm。 (2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材： 电压表V1(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)； 电压表V2(量程0～15 V，内阻约15 kΩ)； 电流表A1(量程0～100 mA，内阻约5 Ω)； 电流表A2(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω)； 滑动变阻器R1(0～10 Ω)； 滑动变阻器R2(0～1 kΩ)； 电源E(4.5 V)。 为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。 (3)在图乙框中画出该实验的实验原理图，要求：能改变电阻丝的测量长度和进行多次测量。 (4)利用测量数据画出U－l图线，如图丙所示，其中(l0，U0)是U－l图线上的一个点的坐标。根据U－l图线，用电阻丝的直径d、电流I和坐标(l0，U0)可计算出电阻丝的电阻率ρ＝________(用所给字母表示)。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 电学实验：导体电阻率的测量 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、实验题 1. (1)1.840 3.14 (2)C E 乙 【解析】（1）螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以；游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 （2）由于电源电动势为3V，则电压表需要选择D，电路最大电流约为 所以电流表应选择C；由于所选电流表内阻已知，所以电流表应采用内接法；为方便实验操作，为了减小误差，需要电压从零开始变化，滑动变阻器采用分压式连接，且滑动变阻器选择阻值较小的E；综合以上可知电流表应采用内接法，滑动变阻器采用分压式接法，故电路选乙。 2. (2)　　(4)　　(5)0.700　　(6) 【解析】(2)K断开时，由闭合电路欧姆定律，K闭合时，由闭合电路欧姆定律，联立解得，金属丝的电阻为 (4)由化简可得，由图可知，纵截距为，代入数据可得，金属丝的电阻为 (5)螺旋测微器的读数为 (6)由电阻定律和得待测金属丝所用材料的电阻率为，代入数据解得 3. (1)4.700 10.050 (2) A C E (3)(4)左端 5) (6)小于 【解析】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为4.5mm+mm=4.700mm，游标卡尺的精确度为0.05mm，读数为10cm+mm=10.050cm。 （2）两节干电池的电动势约为3V，电压表应选A；已知金属丝的电阻大约为10，最大电流约0.3A，电流表应选C；金属导体两端的电压从零开始变化，滑动变阻器必须采用分压接法，为了方便调节电路，滑动变阻器应选择E。 （3）金属导体两端的电压从零开始变化，滑动变阻器必须采用分压接法；待测电阻较小，电流表采用外接法。 （4）滑动变阻器采用分压接法，开关闭合前，为保护电表，故滑动变阻器的滑动触头应滑至左端。 （5）根据欧姆定律，根据电阻定律，金属导体的横截面积为，解得，图线的斜率为，解得。 （6）根据电流表外接法，电流I的测量值偏大，根据可知图像斜率的测量值偏小，根据可知电阻率的测量值偏小。 4. (1)0.870　(2)R2　(3) 【解析】(1)由螺旋测微器的读数原则知，螺旋测微器的读数为d＝0.5 mm＋37.0×0.01 mm＝0.870 mm； (2)由电压表量程可知，加在金属导线ab上的电压最大为 3 V，故电路中最大电流约为I＝≈0.3 A，故总电阻最小为Rmin＝≈40 Ω，故保护电阻应该选择R2； (3)电压表的示数为U＝IRx＝·Rx，而Rx＝·Rab，则有U＝·，故U－x图线的斜率k＝，又Rab＝ρ，解得ρ＝. 5. (1)0.646(0.644～0.649均可)　(2)①A　C　E ②错误a：导线连接在滑动变阻器的滑片上　错误b：采用了电流表内接法 【解析】(1)从题图中可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.52 cm，故金属丝的直径为≈0.064 6 cm＝0.646 mm. (2)①因为两节干电池的电动势约为3 V，故电压表选A；因为金属丝的电阻大约为5 Ω，如果把3 V的电动势全加在金属丝上，则电流最大为0.6 A，故电流表选C；此题中金属丝的电阻大约为5 Ω，为了减小实验误差且方便操作，应选用阻值较小的滑动变阻器E. 6. (1)0.531　(2)见解析图　线夹的位置M　电阻箱的示数R1　线夹的位置N　电阻箱的示数R2　两次线夹位置M、N间的距离L　ρ＝ 【解析】(1)由题图可知d＝0.5 mm＋3.1×0.01 mm＝0.531 mm。 (2)本实验由于缺少电压表，所以不能采用传统的伏安法测量电阻。我们可以通过控制电路中电流一定，即总电阻一定，通过改变电阻箱和电阻丝接入回路的阻值，找到电阻丝的阻值与长度的关系，进而求出电阻率，因此电阻箱、电阻丝和电流表应串联，如图所示。 根据上面对实验原理的介绍可知，在步骤c中，除了记录电流表的示数外还需记下此时线夹的位置M和电阻箱的示数R1。在步骤d中，改变线夹的位置后，调节电阻箱使电流表的示数不变，记录此时线夹的位置N和电阻箱的示数R2； 为了求出电阻丝的阻值与长度的关系，需要用米尺测量出两次线夹位置M、N间的距离L。 设步骤c中电阻丝接入电路的阻值为RM，步骤d中电阻丝接入电路的阻值为RN，则有 R1＋RM＝R2＋RN M、N间的电阻为R＝|RM－RN|＝|R2－R1| 根据电阻定律有R＝ρ 解得电阻率为ρ＝。 7. (1)0.398(0.397～0.399均正确)　(3)见解析图甲　(4)见解析图乙　4.4(4.3～4.7均正确)　(5)C 【解析】(1)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm.(0.397～0.399均正确) (3)实物连接图如图甲所示 (4)图线应过原点，选尽可能多的点连成一条直线，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，偏离直线较远的点应舍去，如图乙所示． 图线的斜率表示金属丝的电阻，因此金属丝的电阻值Rx≈4.4 Ω.(4.3～4.7均正确) (5)根据Rx＝ρ得金属丝的电阻率ρ＝＝＝ Ω·m≈1.09×10－6 Ω·m，故选项C正确． 8. (1)弱 (2)12.230 (3) 达标 【解析】（1）电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率越大，导电性能越弱。 （2）20分度游标卡尺的精确度为，由图可知槽内部底面的长度为 （3）令，由闭合电路欧姆定律可知，满偏电流，当电流为时，可得槽内超纯水的电阻；根据已知数据，可得电阻率，所以该超纯水电阻率达标。 9. （1）3.711~3.713　　1.570　　（2）a　　 【解析】（1）螺旋测微器的分度值为0.01mm，需要估读到分度值的下一位，所以圆柱体的直径为 游标卡尺不需要估读，20分度的游标卡尺，其分度值为0.05mm，故导线的长度为 （2）开关闭合，应使电表示数为零，开关闭合前，滑动板变阻器触头应置于a端。 （3）根据欧姆定律，则圆柱体阻值为，该圆柱体的电阻率 10. (1)0.183(0.182～0.184)　(2)V1　A1　R1　(3)见解析图　(4) 【解析】(1)螺旋测微器的固定刻度的读数为0，可动刻度为18.3×0.01 mm＝ 0.183 mm，所以螺旋测微器的读数为0.183 mm。 (2)由于电源E的电压为U＝4.5 V，若选用电压表V2则读数误差较大，所以电压表应选V1；由于电路中的最大电流为Im＝＝0.15 A，同理电流表应选A1；为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值和进行多次测量，且能有效地控制其两端电压不超出电压表的量程，所以实验电路用分压式，滑动变阻器应选R1。 (3)实验电路用分压式，＝＝6，＝＝100， <，所以测量电路用电流表外接法，电路如图所示。 (4)由R＝ρ得ρ＝＝，又R＝，得ρ＝。 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $