11.3 实验：导体电阻率的测量 分层作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

11.3实验：导体电阻率的测量 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．在一次实验时某同学用游标卡尺测量（如甲图所示），示数为______cm。用螺旋测微器测量（如乙图所示），示数为______mm。 2. 某物理兴趣小组在实验室测量一根粗细均匀的合金丝的电阻率,实验室里有一半径为10 cm的量角器,但是缺少刻度尺。该小组首先取一段合金丝绕在该量角器上,并接入如图甲所示的电路中,通过金属夹所夹位置改变合金丝接入电路的长度,接入电路的合金丝所对应的圆心角θ可以由量角器读出。实验时多次改变金属夹所夹位置,通过调节滑动变阻器的阻值,使每次电流表的读数I达到一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多组U、θ的值,作出 U-θ 图像如图乙所示。 (1)在实验开始前,滑动变阻器的滑片P应置于　　　　(选填“左端”或“右端”)。  (2)实验中电流表指针位置如图丙所示,则读数 I=　　　　 A。  (3)在实验时,b端应与　　　　相连接。  A.d端 B.e端 C.g端 D.c端 (4)已知合金丝的横截面积为4.0×10-8 m2,则合金丝的电阻率为　　　　 Ω·m(结果保留2位有效数字)。  3．为测量一金属丝的电阻率，某同学进行如下操作：连接电路后，先用刻度尺测出接入电路中的金属丝的长度L，再用螺旋测微器测量其直径d，接通电路后测得电压表的示数为U、电流表的示数为I，最后计算得出该金属丝的电阻率。 （1）如图所示，用螺旋测微器测得的直径d＝______mm。 （2）除待测金属丝外，实验室还备有如下实验器材： A．电源E（电动势为3V） B．滑动变阻器（0~10Ω） C．开关S，导线若干 D．电压表V（量程3V，内阻约为3kΩ） E．电流表A（量程0.6A，内阻约为2Ω） （3）金属丝的电阻约为10Ω，为了测量其电阻，要求电压从零开始调节，并尽量减小实验误差，则下面两个电路中，测量结果更准确的是______（选填“甲”或“乙”）。 （4）写出金属丝电阻率的表达式ρ＝______（用d、L、U、I表示）。 4．某同学做测量合金丝的电阻率实验。 (1)用游标卡尺测量合金丝的长度，示数如图甲所示，其长度________。 (2)先用多用电表欧姆挡的“×1”倍率粗测合金丝的电阻，示数如图乙所示，其阻值为________。 (3)为精确测量合金丝的电阻，该同学设计了如图丙所示电路。开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于________端（选填“”或“”）。多次测量后，求得电阻的平均值为，若合金丝的直径为，则其电阻率________（用字母表示）。 B层 5．某实验小组在利用实验室提供的器材测量一种金属丝的电阻率，金属丝的电阻约为。 (1)如图甲为某次测量金属丝直径时螺旋测微器的示数，其测量值______mm。 (2)图乙中滑动变阻器的总电阻为，请在图乙中用连线代替导线完成实验器材的连接________（提示：注意选取合适的电表量程）。 (3)实验中某次测量电流表指针示数如图丙所示，其示数为______A（保留2位小数）。 (4)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为______。 6．辽宁某实验小组做“测量由一均匀新材料制成的圆柱体电阻率”的实验。 (1)如图甲所示，用游标卡尺测圆柱体的长度，测得L=_____mm；如图乙所示，用螺旋测微器测圆柱体直径，测得D=_______mm；如图丙所示，用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻，测得______Ω。 (2)若待测圆柱体电阻Rx较小，为使电阻的测量结果尽量准确，且圆柱体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)实验小组调节滑动变阻器滑片的位置，读取多组电压、电流值，作出U-I图像，测得图线的斜率为k，则圆柱体电阻率的表达式为ρ=_____（用相关物理量符号表示）。 (4)若考虑电表内阻引起的误差，则该实验中圆柱体的电阻的测量值将会____（填“不变”“偏大”或“偏小”）。 C层 7．用欧姆表粗测得一圆柱复合材料的电阻约为，某实验小组通过以下实验测量其电阻率。 (1)该实验小组用刻度尺测量其长度、螺旋测微器测量其直径，某次直径测量结果如图1所示，则________； (2)实验使用的滑动变阻器的阻值为，电压表内阻约为，电流表内阻约为，请将图2所示实际测量电路补充完整 (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于图2所示________（选填“a”或“b”）端。 (4)车辆运输中若存在超载现象，将带来安全隐患。由普通水泥和导电材料混合制成的导电水泥，可以用于监测道路超载问题。某小组对此进行探究，测得不同压力下的电阻，算出对应的电阻率，作出图像如图3所示。 基于以上结论，设计压力报警系统，电路如图4所示。报警器在两端电压大于或等于3V时启动，为水泥块，为滑动变阻器，当的滑片处于某位置，上压力大于或等于时，报警器启动。报警器应并联在_______两端（填“”或“”）。 8．实验室中有一捆铜导线，某同学想要测量其总长度，该同学查得铜的电阻率为，用电阻表测量该捆导线的总电阻约为，现需更加精确测量其阻值进而算出导线长度，现有的实验器材如下： A．电源E（电动势约为3V，内阻约为） B．电流表A（量程，内阻约为） C．电压表V（量程，内阻很大） D．定值电阻（，允许最大电流1.0A） E.滑动变阻器（） F.滑动变阻器（） G.待测铜导线 H.开关一个，导线若干 (1)该同学剥去一小段待测铜导线的绝缘层，用螺旋测微器测量铜芯直径，测量结果如图甲所示，则读数为______。 (2)该同学根据以上器材设计电路，要求测量时电表的示数超过量程的三分之一，且调节滑动变阻器能使电表读数有明显变化。 （ⅰ）滑动变阻器应选择______（选填“”或“”）； （ⅱ）请在图乙虚线框内画出设计的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号______。 (3)多次调节滑动变阻器，测出多组电流、电压，作出图像如图丙所示，根据该图像可计算出该捆导线的总电阻为______，进而算出该捆导线的长度为______m。（π取3.14，计算结果均保留三位有效数字） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1． /8.071/8.073 【详解】[1]20分度的游标卡尺的精度为，可知示数为 [2]螺旋测微器的精度为，可知示数为 2.【答案】 (1)左端　(2)0.40　(3)B (4)5.9×10-7 【解析】 (1)本实验滑动变阻器采用分压式接法,为使合金丝的电压从0开始记录,故需要将滑动变阻器的滑片P置于左端。 (2)由题图甲可知,所选电流表量程是0～0.6 A,由题图丙表盘可知,其分度值为0.02 A,示数为0.40 A。 (3)在实验时,b端应与e端相连,用电压表测量f与金属夹之间合金丝的电压。 (4)已知合金丝的横截面积为4.0×10-8 m2,由题图乙可知,当θ=时,所对应的电压大小为 0.92 V,则根据欧姆定律,可得此时合金丝的电阻为R== Ω=2.3 Ω,则根据电阻率的公式可得R=ρ,ρ== Ω·m≈5.9×10-7 Ω·m。 3． 0.732 乙 【详解】[1]题图可知 [2]根据题中数据可知，故电流表应采用外接法，即测量结果更准确是乙。 [3]根据 解得 4．(1)5.020 (2)22 (3) 【详解】（1）20分度游标卡尺的精确值为0.05 mm，由图甲可知合金丝的长度为 （2）合金丝的电阻为 （3）[1]滑动变阻器采用分压式接法，开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片置于端； [2] 根据电阻定律有 解得 5．(1)0.640 (2)见解析 (3)0.50 (4) 【详解】（1）螺旋测微器的精确值为，由图甲可知金属丝直径为 （2）由于滑动变阻器的总电阻较小，小于被测金属电阻丝的电阻，为了便于调节测量，滑动变阻器采用分压接法；由于被测金属电阻丝的电阻较小，电流表采用外接法；电源为两节干电池，电动势约为3V，则电压表量程选择，根据 则电流表量程选择，故完整的实物连线如图所示 （3）电流表的量程为，分度值为0.02A，其示数为 （4）根据电阻定律可得 可得 6．(1) 49.20 4.700 5.0 (2)C (3) (4)偏小 【详解】（1）[1]游标卡尺（20分度）主尺读数+游标尺读数=49.0mm+0.05×4mm=49.20mm [2]螺旋测微器读数方法是固定刻度+可动刻度=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm [3]多用电表（×1Ω挡）指针示数为5Ω，故 （2）较小，电流表应用外接法（减小系统误差）；电压调节范围尽可能大，滑动变阻器应用分压式接法，选项C正确 （3）图线的斜率 横截面积 联立解得 （4）电流表外接法中，电压表测量值为真实电压，电流表测量值为与电压表的总电流，故，测量值偏小 7．(1)6.700/6.701/6.699 (2) (3) (4) 【详解】（1）由螺旋测微器的示数可知，金属丝的直径为 （2）由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值，因此滑动变阻器应采用分压式接法；同时由于待测电阻，因此应采用电流表内接法，故电路连接情况如下 （3）为保护电路，闭合开关前，应使电表的示数最小，因此滑动变阻器的滑片应位于a端。 （4）根据图3可知压力越大电阻率越小，即电阻越小，回路中电流增大，则两端的电压增大，两端的电压减小，而报警器在两端电压大于或等于3V时启动，故应将报警器并联在两端。 8．(1)1.400 (2) 见解析 (3) 10.0（9.80～10.2） 905（880～920） 【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 （2）[1]由于要求能够更加精确测量待测铜导线的阻值，则实验中应使电压与电流数值的测量范围广泛一些，控制电路应采用分压式接法，为了使测量数据的连续性强一些，滑动变阻器选用总阻值小一些的，即滑动变阻器选择； [2]实验要求测量时电表的示数超过量程的三分之一，即电压表与电流表基本上能够同时达到满偏，若电流表达到满偏，此时待测铜导线两端电压约为 可知，若电压表直接测量待测铜导线两端，则电压表量程太小，需要在待测铜导线上串联定值电阻R，此时铜导线与串联定值电阻两端总电压约为 恰好能够达到实验要求，又由于电压表内阻很大，其分流影响很小，控制电路采用电流表外接法，电压表测量铜导线与串联定值电阻两端总电压，结合上述可知，控制电路采用滑动变阻器分压式，作出电路图，如图所示 （3）[1]根据欧姆定律有 结合图丙有 解得 [2]根据电阻定律有 其中 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $