11.3 实验 导体电阻率的测量 同步练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 该同步练习通过“基础+能力”分层设计，聚焦导体电阻率测量实验，从仪器操作到综合应用梯度递进，强化科学探究与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|仪器读数（游标卡尺/螺旋测微器）、实验原理与电路设计、数据处理与误差分析|以填空为主，强化单一技能，如游标卡尺内测量爪使用、伏安法器材选择，夯实实验基础| |能力过关练|综合测量步骤、图像绘制（U-I图线）、误差控制与电阻率计算|含作图与计算，如多组数据处理、仪器规范操作，提升科学探究与数据论证能力|

第3节 实验:导体电阻率的测量 同步练习 基础过关练 题组一　长度的测量及测量工具的选用 1.(2026广东汕头期中)游标卡尺和螺旋测微器是用放大微小量的思想方法设计的精密测量工具。 　　 (1)游标卡尺有三对测脚:内测量爪、外测量爪和深度尺,用它测量图甲工件的内径D1,使用的测脚是　　　　(用前述名称);结果如图乙,则读数为　　　　cm。  (2)某同学用如图丙所示螺旋测微器测量小球的直径时,他应先旋转　　　　使F靠近小球,当F即将接触小球时,旋转　　　　(均填图丙中所标字母),听到“喀喀”声后,停止旋转。正确操作后,螺旋测微器的示数如图,则小球的直径为　　　　mm。  2.图中50分度游标卡尺和螺旋测微器的读数分别为________ mm和________ mm. 题组二　实验原理与操作 3.(2026北京北师大附中期末)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学选择一根粗细均匀、阻值约为5 Ω的电阻丝进行测量。 (1)现有电源(电压为3.0 V,内阻不计)、开关和导线若干,以及下列器材: A.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.2 Ω) B.电压表(量程0~3 V,内阻约3 kΩ) C.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω) D.滑动变阻器(阻值范围0~1 750 Ω) ①为提高测量的准确度和调节方便,滑动变阻器应选　　　　(选填器材前的字母)。  ②根据所选用的器材,在虚线框中画出“伏安法”测电阻的完整电路图,然后完成图1中的实物接线。 (2)电导率是电阻率的倒数,它是检验纯净水是否合格的一项重要指标。该同学为了测量某品牌纯净水样品的电导率,将采集的水样注满绝缘性能良好的、横截面直径为几厘米的薄塑料圆柱形容器,容器两端用很薄的金属圆片电极密封,如图2所示。 测出水样的电阻Rx后,为了测出样品的电导率,请写出该同学还需要测量的物理量,以及使用的测量工具:　　　　　　　　　。  4.(2026江苏南京第十三中学模拟)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中,欲采用伏安法测出金属丝的电阻Rx,已知金属丝的电阻约为10 Ω。实验室中有以下器材可供使用: A.电压表(量程0~3 V,内阻约为5 kΩ); B.电压表(量程0~15 V,内阻约为50 kΩ); C.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω); D.电流表(量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω); E.滑动变阻器(0~5 Ω); F.滑动变阻器(0~50 Ω); G.两节干电池、开关及导线若干。 (1)用螺旋测微器测其直径,示数如图甲,为　　　　mm,再用游标卡尺测其长度,示数如图乙,为L=　　　　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。 (4)实验中调节滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流的值,描绘出的U-I图线是一条过原点的直线,已知该图线的斜率为k,金属丝的有效长度为L,直径为D,则该金属丝电阻率的表达式为　　　　　(用题目中给定的字母表示)。  题组三　数据处理与误差分析 5.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,测量结果如图1所示,其读数为　　　　mm。  (2)用伏安法测金属丝的阻值Rx,实验所用器材为:电池组(电压为3 V)、电流表(量程为0~0.6 A,内阻约0.1 Ω)、电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,允许通过的最大电流为2 A)、开关、导线若干。某实验小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下表: 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 由以上数据可知,他们测量Rx采用的电路图是图2中的　　　　(选填“甲”或“乙”)。  (3)这个小组的同学在坐标纸上建立U-I坐标系,如图3所示,图中已标出了与测量数据对应的7个坐标点。请在图中描绘出U-I图线,由图线得到待测金属丝的阻值Rx=　　　　Ω(保留2位有效数字)。  (4)根据以上数据可以估算出待测金属丝的电阻率约为　　　　。  A.1×10-2 Ω·m　　　B.1×10-3 Ω·m C.1×10-6 Ω·m　　　D.1×10-8 Ω·m 6.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，作出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示． (1)金属丝的有效长度L为______ cm，直径D为_______ mm，电阻R为______ Ω. (2)将测得的数据代入公式ρ＝________，即可求出金属丝的电阻率．[用第(1)问给出的字母表示] 能力过关练 7 .实验时，用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属丝的长度示数如图甲所示，电流表、电压表的读数如图乙所示 .则金属丝两端的电压U＝________，电流I＝________，金属丝的长度l＝________，直径d＝________. 8.在“测定金属丝的电阻率”的实验中： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，其示数如图所示，则该金属丝直径的测量值d＝________ mm. (2)请根据如图甲所示电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接起来，并使滑动变阻器的滑片P置于b端时接通电路后的电流最小． (3)若通过测量可知，金属丝的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，对应金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ＝________.(用题目所给字母和通用数学符号表示) 9.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、电压表、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器材按照图正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520 (3)图是测量Rx的实验器材实物图，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． (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图7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 10.某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下： (1)螺旋测微器如图所示．在测量电阻丝的直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触，再旋动______(选填“A”“B”或“C”)，直到听到“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏． (2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径． (3)图甲中Rx为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置． (4)为测量Rx，利用图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1－I1关系图像如图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表： U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根据表中的数据，在图11中方格纸上作出U2－I2图像． (5)由此，可求得电阻丝的阻值Rx＝________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率． 参考答案： 1.答案　(1)内测量爪　1.050　(2)D　D'　6.125 解析　(1)用游标卡尺测量题图甲工件的内径D1,使用的测脚是内测量爪;游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数,为1 cm+10×0.05 mm=1.050 cm。 (2)用螺旋测微器测量小球的直径时,应让小球接触测砧A,旋转旋钮D使测微螺杆F靠近小球,当F即将接触小球时,旋转微调旋钮D',听到“喀喀”声后,停止旋转,拨动锁紧装置C,使F固定后读数。由图丙可知小球直径为d=6 mm+12.5×0.01 mm=6.125 mm。 2.答案　10.54　10.294(10.293～10.295均可) 解析　游标卡尺读数：(10＋0.02×27) mm＝10.54 mm； 螺旋测微器读数：(10＋29.4×0.01) mm＝10.294 mm. 3.答案　(1)①C　②图见解析　(2)见解析 解析　(1)①电路中的最大电流约为Imax==0.6 A,在保证电路安全的情况下,为提高测量的准确度和调节方便,滑动变阻器应选与待测电阻丝阻值相差不大的,故选C。 ②由于Rx<,故待测电阻属于小电阻,电流表采用外接法,滑动变阻器采用限流式接法,电路图与实物连接如图所示。 (2)根据电阻定律可得Rx=ρ,又S=π,σ=,联立可得σ=,所以除电阻Rx外,还需要测量的物理量为L和d,可以用游标卡尺外测量爪和内测量爪分别测量水样的长度L和圆柱形容器的内径d。 4.答案　(1)4.700　10.050　(2)A　C　E　(3)电路图见解析　(4)ρ= 解析　(1)螺旋测微器的精确度为0.01 mm,读数为4.5 mm+20.0×0.01 mm=4.700 mm;游标卡尺的精确度为0.05 mm,读数为10 cm+10×0.05 mm=10.050 cm。 (2)两节干电池的电压为3 V,故电压表应选A;已知金属丝的电阻约为10 Ω,则电路中的最大电流约为I==0.3 A,故电流表应选C;要求待测金属丝两端的电压从零开始变化,滑动变阻器应采用分压式接法,为了方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的,应选E。 (3)由于电压表内阻远远大于待测电阻,因此测量电路采用电流表外接法,由前面的分析可知滑动变阻器采用分压式接法,实验电路图如图所示。 (4)根据欧姆定律有Rx=,根据电阻定律可得Rx=ρ,其中金属丝的横截面积S=π,联立解得U=I,可得U-I图线的斜率k=,解得ρ=。 5.答案　(1)0.398(0.397、0.399均正确)　(2)甲　(3)图见解析　4.5(4.4、4.6均正确)　(4)C 解析　(1)螺旋测微器的读数为0+39.8×0.01 mm=0.398 mm。 (2)从表中给出的数据可知,电流表和电压表的读数变化范围较大,所以滑动变阻器采用的应是分压式接法,即测量Rx采用的电路图是甲。 (3)用直线拟合U-I坐标系中的坐标点,作出U-I图线如图所示。 图线的斜率表示金属丝的电阻,因此待测金属丝的电阻值Rx=≈4.5 Ω。 (4)根据R=ρ得待测金属丝的电阻率ρ=== Ω·m≈1.12×10-6 Ω·m,C正确。 6.答案　(1)98.70　5.780　6.5　(2) 解析　(1)毫米刻度尺的最小刻度是1 mm，需要估读到0.1 mm，故金属丝的有效长度L为98.70 cm.直径D为5.5 mm＋28.0×0.01 mm＝5.780 mm 电阻为R＝＝ Ω＝6.5 Ω. (2) 根据R＝ρ＝ρ 得ρ＝. 7.答案　11.0 V　0.44 A　30.50 cm　1.850 mm 解析　电压表的量程是15 V，所以读数是11.0 V；电流表的量程是0.6 A，所以读数是0.44 A；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm；螺旋测微器的读数是1.850 mm. 8.答案　(1)0.384(0.383～0.385均可)　(2)见解析图　(3) 解析　(1)螺旋测微器固定刻度示数为零，可动刻度示数为38.4×0.01 mm＝0.384 mm，故d＝0.384 mm. (2)接法如图所示． (3)根据欧姆定律有Rx＝，又Rx＝ρ，S＝，联立可得ρ＝. 9.答案　(1)0.398(0.397～0.399均正确)　(3)见解析图　 (4)见解析图　4.4(4.3～4.7均可)　(5)C 解析　(1)螺旋测微器的读数为0 mm＋39.8×0.01 mm＝0.398 mm. (3)实物图如图甲所示 　 (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. (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． 10.答案　(1)C　(2)不同　(3)如图所示　 (4)如图所示 (5)23.5(23.0～24.0均可) 解析　(1)A起固定作用，便于读数；B为粗调，调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触；然后调节C，C起微调作用． (2)电阻丝电阻R＝ρ，测量一段电阻丝的电阻，S为这段电阻丝的横截面积，而不是某位置处的横截面积，故应在不同位置进行多次测量，取平均值作为电阻丝的直径以减小误差． (4)把U2和I2的数据在方格纸中描点，用过原点的直线把它们连在一起，让尽可能多的点在直线上． (5)结合题图中图线的斜率可知R0＋Rx＋RA＝49.0 Ω，R0＋RA＝25.5 Ω，解得Rx＝23.5 Ω. 学科网（北京）股份有限公司 $