11.3 实验：导体电阻率的测量 课时训练 2026-2027学年高二物理上学期（人教版必修第三册）

**基本信息** 聚焦导体电阻率测量实验，通过基础操作、综合应用、拓展提升三层设计，实现从仪器读数到数据处理的科学探究能力递进，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础操作|螺旋测微器、游标卡尺、电表读数|单仪器读数训练，夯实实验基本技能，培养物理观念| |综合应用|伏安法测电阻、实物连线、电阻率计算|整合实验原理与操作，强化科学探究中的方案设计| |拓展提升|U-I图线分析、误差评估、非线性电阻|数据处理与误差分析，渗透科学态度与责任|

第3节 实验：导体电阻率的测量 课时训练 一、实验题: 1.使用螺旋测微器测量一电阻丝的直径，如图所示，读数为________mm。 2.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(b)所示。 由图得圆柱体的直径为______ mm，长度为______ cm。 3.如图甲、乙和丙分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，图甲读数为________，图乙读数为________，图丙读数为________。 4.如图甲、乙、丙所示的三把游标卡尺，它们的游标尺分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分、49 mm长50等分，它们的读数依次为________mm、________ mm、________mm。 5.在“测定金属的电阻率”的实验中。 (1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为________mm。 (2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图乙所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A。 6.电流表量程一般有两种：0～0.6 A和0～3 A；电压表量程一般有两种：0～3 V和0～15 V。如图所示： (1)接0～3 V量程时读数为________ V。 (2)接0～15 V量程时读数为________ V。 (3)接0～3 A量程时读数为________ A。 (4)接0～0.6 A量程时读数为________ A。 7.在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值L，用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d。 (1)采用如图甲所示的电路测量金属丝的电阻。电阻的测量值比真实值________(选填“偏大”或“偏小”)。 (2)已知被测金属丝的电阻约为5 Ω，实验所用电源的电压为3 V，电流表内阻约为0.1 Ω，电压表内阻约为15 kΩ。请你根据电路图在图乙中进行实物连线。 (3)若测出金属丝的电阻为R，则金属丝的电阻率ρ＝________。 8.利用螺旋测微器、米尺和图甲所示的器材(其中电流表的内阻为1 Ω，电压表的内阻为5 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。 甲 (1)用笔画线代替导线，将图中的器材连接成实物电路，要求连线尽量避免交叉，电流表、电压表选择合适的量程(已知电源电压为6 V，滑动变阻器的阻值为0～20 Ω)。 (2)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的示数如图乙所示，电流表、电压表的读数如图丙所示。由图可以读出金属丝两端的电压U＝________，流过金属丝的电流强度I＝________，金属丝的长度l＝________，金属丝的直径d＝________。 乙 丙 (3)该金属丝的电阻率是________________(保留2位有效数字)。 9.一根细长而均匀的金属管线样品，长约60 cm，电阻大约6 Ω，截面图如图甲所示。 (1)用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，金属管线的外径为________mm。 (2)实验室有如下器材： A.电流表(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω) B.电流表(量程3 A，内阻约0.03 Ω) C.电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ) D.滑动变阻器(1 750 Ω，0.3 A) E.滑动变阻器(15 Ω，3 A) F.蓄电池(电压为6 V) G.开关一个，带夹子的导线若干 要进一步精确测量金属管线样品的阻值，电流表应选________，滑动变阻器应选________。(只填代号字母)。 (3)将如图所示的实物电路补充完整。 (4)金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的截面积S，在前面实验的基础上，还需要测量的物理量是________。计算中空部分截面积的表达式为S＝________。 10.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，做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) 11.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。 甲 (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)。 乙 (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 0.1 Ω)、电压表(内阻约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器材按照图乙正确连接好电路，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)如图丙是测量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，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏。 丙 (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2位有效数字)。 丁 (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 12.用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻RT，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的。某同学将RT和两个适当的固定电阻R1、R2连成图1虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随RT所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围。为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图1所示，图中的电压表内阻很大。RL的测量结果如表所示。 图1 温度t(℃) 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 RL阻值(Ω) 54.3 51.5 48.3 44.7 41.4 37.9 34.7 回答下列问题： (1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线。 图2 (2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作RL－t关系图线。 (3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示。电流表的读数为________，电压表的读数为________。此时等效电阻RL的阻值为________，热敏电阻所处环境的温度约为________。 参考答案： 1.答案　0.770 解析　螺旋测微器的固定刻度为0.5 mm，可动刻度为27.0×0.01 mm＝0.270 mm，所以最终读数为0.5 mm＋0.270 mm＝0.770 mm 2.答案　1.847(1.846～1.848均可)　4.240 解析　由题图(a)可知，螺旋测微器固定刻度示数为1.5 mm，可动刻度示数为34.7×0.01 mm＝0.347 mm，螺旋测微器示数为1.5 mm＋0.347 mm＝1.847 mm； 由题图(b)可知，游标卡尺主尺示数为4.2 cm，游标尺示数为8×0.05 mm＝ 0.40 mm，游标卡尺示数为42 mm＋0.40 mm＝42.40 mm＝4.240 cm。 3.答案　4.120 cm　0.990 mm　1.510 mm 解析　题图甲主尺示数为4.1 cm，游标尺上第10格对齐，精确度为0.02，故图甲读数为41 mm＋0.02×10 mm＝41.20 mm＝4.120 cm。题图乙螺旋测微器固定刻度读数为0.5 mm，螺旋上49.0格对齐，故图乙读数为0.5 mm＋0.01×49.0 mm＝0.990 mm。题图丙中半毫米刻度线已露出，此时固定刻度读数应为1.5 mm，可动刻度读数为0.010 mm，图丙读数为1.510 mm。 4.答案　16.6　23.75　10.40 5.答案　(1)2.935　(2)2.60　0.52 解析　(1)螺旋测微器的读数为：d＝2.5 mm＋43.5×0.01 mm＝2.935 mm。 (2)因电压表的每小格读数为0.1 V，所以应估读到0.01 V，所以电压表的读数为U＝2.60 V；电流表的每小格读数为0.02 A，应估读到0.01 A，所以电流表的读数为I＝0.52 A。 6.答案　(1)1.90　(2)9.5　(3)0.85　(4)0.17 7.答案　(1)偏小　(2)见解析图　(3) 解析　(1)电阻的测量值R测＝，由图甲可知，U测为真实值，而I测因电压表的分流作用比真实值偏大，所以R测比真实值偏小。 (2)由于电源电压为3 V，所以电压表选择0～3 V量程，被测金属丝的电阻约为 5 Ω，流过金属丝的最大电流约为0.6 A，所以电流表选0～0.6 A量程，连线如图所示。 (3)由公式ρ＝和S＝，可得金属丝的电阻率ρ＝。 8.答案　(1)见解析图 (2)2.20 V　0.44 A　30.50 cm　1.850 mm (3)4.4×10－5 Ω·m 解析　(1)由于金属丝的电阻比电压表的内阻小得多，因此采用电流表外接法；由于金属丝的电阻比滑动变阻器的总电阻要小，因此采用限流式接法，为了保证滑动变阻器起限流作用，滑动变阻器应该连接“A(B)、C”或“A(B)、D”几个接线柱；具体连线如图所示。 (2)由图可以看出：电压表的量程是0～3 V，所以读数是2.20 V；电流表的量程是0～0.6 A，所以读数是0.44 A；螺旋测微器的读数是1.5 mm＋35.0×0.01 mm＝1.850 mm；米尺的读数是40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm。 (3)由电阻定律得 ρ＝＝＝ Ω·m≈4.4×10－5 Ω·m。 9.答案　(1)1.125　(2)A　E　(3)如图所示 (4)管线长度L　－ 10.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R为R＝＝ Ω＝6.5 Ω。 (2)根据R＝ρ＝ρ 得ρ＝。 11.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a所示。 a b (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，明显偏离的点应舍去，如图b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。 12.答案　(1)(2)图见解析　(3)115 mA 　5.00 V　43.5 Ω　63.0 ℃ 解析　(1)根据电路图按照顺序可以将实物电路连接，如图所示； (2)根据表内的数据可以在RL－t图像上进行描点作图，图像如图所示 (3)图3的表盘分度值为5 mA，电流表读数为115 mA；图4的表盘分度值为 0.1 V，电压表读数为5.00 V；根据部分电路欧姆定律RL＝43.5 Ω，根据第(2)题的图像可以查出热敏电阻所处环境的温度为63.0 ℃。 学科网（北京）股份有限公司 $