11.3 实验：导体电阻率的测量 同步练--2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第三册

电学实验 姓名 班级： 一、测电阻率 1.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测， 结果发现有不少样品的电导率不合格（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指 标)。某学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下： 5cm 6 05101520 (1)将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器长为L,两端用金属圆片电极密封，用 游标卡尺测量圆柱形容器内径如图所示，其示数为d正mm: (2)小组同学用多用电表粗测该水样的电阻为12002。为了准确测量水样的电导率，学习小组准备 利用以下器材进行研究； A.电压表(03V,内阻约为1k2) B.电压表(0~15V,内阻约为5k2) C.电流表(010mA,内阻约为12) D.电流表(00.6A,内阻约为102) E.滑动变阻器（最大阻值约为1002） F.蓄电池（电动势约为12V,内阻约为22） G.开关、导线若干 实验要求测量尽可能准确，请你在方框中设计出实验电路图 电路中电压表应选择 ,电 流表应选择 ；(填器材前面的字母序号) (3)水样电导率的表达式为o=[用测得的物理量（八I、以L)表示]。 2.在“测定金属丝的电阻率”的实验中： (1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,其中一次测量结果如图示，则图中读数为d=。 (2)用电压表测得金属丝两端的电压U,用电流表测得通过金属丝中的电流I,测得的数据如图1（使 用量程)、图2（使用量程）所示。 第1页共8页 10 45 2 40 h 15 ILL 0.2 0.4 35 0.6 30 A 25 图1 图2 (3)由图中读出的数据计算出金属丝的电阻为 2。 (4)若实验测得金属丝的长度为L,则计算金属丝的电阻率的表达式为 (用d、L,表示)。 3.如今，合肥一中的每间教室里都有饮水机，纯净水的质量关乎每一名学生的身体健康，纯净水质量 是否合格的一项重要指标是它的电导率入是否超标（电导率λ即为电阻率p的倒数）。 (1)某同学选用一根粗细均匀且绝缘性能良好的圆柱形塑料直管装满纯净水样品（直管两端用薄金属 圆片电极密封)来测定样品的电导率（不考虑温度对电阻的影响）： 实验中，该同学分别用刻度尺和游标为20分度的游标卡尺测定塑料管的长度和内径，刻度尺和游标卡 尺的示数分别如图甲、乙所示，则可读出塑料管的长度L= m、内径d m。 0 1 2 3 cm mmmmm L mmmm mmmmm cm 10 11 2021 01020 甲 乙 (2)该同学用下列器材测定样品的电阻： a.电压表V(量程0~3V,内阻约为5k2;量程0~15V,内阻约为25k2) b.电流表A(量程0~10mA,内阻约为22；量程0~50mA,内阻约为0.42) c.滑动变阻器R(0202,2A) d.学生电源E(电动势4.5V,内阻很小) e.开关S及导线若干 该同学先用多用电表粗测管内水样品的电阻值约为5002，要求用尽量精确的方法测出其电阻值，请 在图丙中连接实验电路图（图中有六根导线已经接好）： (4)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从最左端向右滑动，随滑片P移动距离x的增加， ) 第2页共8页 被测水样品两端的电压U也随之增加，则在图丁反映U-x关系的示意图中正确的是图线 (填 “a”“b”“c”或“d”)。 水样品 a 丙 二、多用表 4.下表是用图的多用电表进行测量的四次记录，α、b分别为测量时的指针位置。其中有的记录了量 程（或倍率）但没有记录读数，有的记录了读数但没有记录量程（或倍率），请你填写表格中的各个空 格。 序号 所测物理量 量程或倍率 指针 读数 1 直流电压 5V e 2 直流电流 11.3mA 3 电阻 a 5.0×1032 4 电阻 ×1002 6 5040 30 2015 10 100 山 100 150 50 20 10 200 0 2 1.5 00.5 50002/V A-V-2 25002/V b 第3页共8页 5.用欧姆表表盘中间刻度为15的多用电表正确测量了一个13.02的电阻后，需要继续测量一个阻值 大约是2kΩ左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请按操作顺序选择必需的操作步 骤 25307P A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指向“0” A-2 B.将红表笔和黑表笔接触 C.把选择开关旋转到“×1k”位置 D.把选择开关旋转到“×100”位置 (⊙ E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 mA 图1 6.在练习使用多用电表（如图1）的实验中。 (1)多用电表正确测量了一个132的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2kQ的电阻.在用红、黑 表笔接触这个电阻两端之前，请在以下操作步骤中选择必须的操作，并按操作顺序排列： (选填选项前的字母)， A.用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指0 B.将红表笔和黑表笔接触 C.把选择开关旋转到“×1k”位置 D.把选择开关旋转到“×100”位置 E.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 (2)如图2所示，甲图是用电流挡测小灯泡电流的原理示意图，乙图是用电压挡测量小灯泡电压的原 理示意图，丙图是用欧姆挡测量电阻阻值的原理示意图.其中甲、乙、丙三图中开关在测量时都处于 闭合状态.实验中不符合操作规程的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”) (甲) (乙) (丙) 图2 第4页共8页 7.如图甲为多用电表的示意图，现用它测量一个阻值约为202的电阻，测量步骤如下： 指 定 al WTTm7 螺 V-2 选择 欧姆调零旋钮 乙 (1)调节 使电表指针停在 (选填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。 (2)将选择开关旋转到“Ω”挡的 (选填“×1”“×10”“X100”或“X1k”)位置。 (3)将红、黑表笔分别插入“十一”插孔，并将两表笔短接，调节 ,使电表指针对准 (选 填“电阻”或“电流”)的“0”刻线。 (4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触，若电表指针读数如图乙所示，该电阻的阻值为 o (⑤)测量完毕，将选择开关旋转到“0FF”位置。 三、测E、r: 8.某同学按图的电路测量蓄电池的电动势和内阻。他调整滑动变阻器共测得5组电流和电压的数据， 如表1。请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的止I图像 根据止I图像得出蓄电池 的电动势 和内阻= 表1蓄电池路端电压、电流的各组数据 电流I1A 1.72 1.35 0.98 0.63 0.34 电压U/V 1.88 1.92 1.93 1.98 1.99 第5页共8页 9.用图所示的电路测量一节蓄电池（电动势约为2V)的电动势和内阻。蓄电池的内阻非常小，为防 止滑动变阻器电阻过小时电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻R。除蓄电池、滑动变阻器、 开关、导线外，可供使用的实验器材还有： A.电流表（量程0~0.6A、0-3A》 B.电压表（量程0~3V、0~15V) C.定值电阻（阻值1，额定功率5W) D.定值电阻（阻值102，额定功率10W) (1)电流表应选用的量程是 ；电压表应选用的量程 是 0 (2)定值电阻R,应选用的阻值是 (3)某同学另外选用了其他规格的器材，按图示电路图进行实验.他调整滑动变阻器共测得5组电流、 电压的数据，如表，请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图像，根据图像得出蓄电池 的电动势为 V(保留3位有效数字)；内阻为 2（保留1 U/ 位有效数字)。 电流表读数I/A 1.72 1.35 0.98 0.63 0.34 电压表读数UV 1.88 1.92 1.93 1.98 1.99 -UA 10.某同学按如图的电路测定电池组的电动势和内阻。图中己将实验器材进行了部分连接。 (1)请根据实验原理，将图中的实物电路补充完 整 (2)实验时发现电流表坏了，于是移去电流表，同时用 电阻箱替换滑动变阻器。重新连接电路，仍然通过-I 图像处理实验数据，获得所测电动势和内阻的值。请画 出相应的电路图 并说明怎样得 到U-I图像中电流I的数据 第6页共8页 11.某课外活动小组用西红柿自制了一水果电池组。现在要测量该电池组的电动势和内阻（电动势约为 2V,内阻在1k2~22之间)，实验室现有如下器材各一个 k100504030 20 15 10 L/9 em 100 150 20 30 2 0 0 0 1.5 黑 00.5 25 A-VO 甲 多用电表：欧姆挡(×1，×10，×100，×1k) 直流电流挡(0-0.5mA,0~1mA,0-10mA,0-100mA) 直流电压挡(00.5V,02.5V,0-10V,050V,0250V,0500V) 电压表：(03V,015V) 电流表：(00.6A,0-3A) 滑动变阻器：R1(0-102),R2(0-20002) 开关及导线若干。 (1)该小组同学先用多用电表直流电压“02.5”挡，粗测了电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示， 其示数为V(结果保留两位有效数字)： (2)为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻，采用伏安法测量，应选 测电压，选 测 电流（填电表名称和所选量程）：滑动变阻器应选 (填电阻符号)： (3)请设计实验电路，并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图。 (4)按正确的步骤规范操作，测出多组U和I的数值，经分析，电动势E测 E真：内电阻r测 真。（填“大于”、“小于”、“等于”） 12.某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，他们用如图所示 的实验电路测量这种电池的电动势E和内阻。 锌片 澄汁 第7页共8页 在图所示的玻璃器皿中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。图 中电流表的内阻为1002，量程为0~300μA:电阻箱阻值的变化范围为0~99992。 连接电路后，调节电阻箱R的阻值，得到的测量数据如表2所示。 表2电阻箱R和电流表I的各组数据 RkQ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 请作出本实验的止I图像 (U为电阻箱两端的电压，I为通过电阻箱的电流)，根据图像得出 该橙汁电池的电动势= 和内阻= 13.用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻，R为电阻箱，阻值范围0~99992，R0是保护电 阻，电压表内阻对电路的影响可忽略不计。该同学连接好电路后，闭合开关S,改变电阻箱接入电路 的电阻值，读取电压表的示数。根据读取的多组数据，他画出了图乙所示的图像。 (1)在图乙所示图像中，当=0.10V-1时，外电路处于 状态。（选填“通路”、“断路”或“短路”)。 (2)根据该图像可求得该电池的电动势E= V,内阻r= 2。 (3)本实验存在系统误差，原因是 (选填“①电压表分流”或“②电流表分压”前面的序号)， 由此造成电源内阻测量值 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 0.60 0.50 0.40 Ro 0.30 0.20 0.10 1 曲R+ /1022 2.04.06.08.010.0 第8页共8页 《2025年6月17日高中物理作业》参考答 案 50.20 AIL B C πdU 【详解】(1)[1]圆柱形容器内径为 d=50mm+0.05mm×4=50.20mm (2)[2]该水样的电阻为12002，电流表应 采用内接法，由于滑动变阻器的阻值比待测 电阻小太多，所以采用分压接法，电路如图 所示： [3]由于电源电压为12V,为了电压测量的安 全性，应选择接近的电压表量程范围，故选 B。 [4]电流表中电流约为 E -=10mA 电流表应选用C。 (3)[5]根据R=p二可知 S p=S、xLd2 L 4IL 答案第1 电导率是电阻率的倒数，所以电导率为 4IL ndU 2. 1.13V 50mA ×1002 4002 【详解】1[1]a指针、量程5V,最小分度为 0.1V,需估读到最小分度下一位，读数1.13V: 2[2]a指针、读数11.3mA,故量程为50mA: 3[3]a指针、读数5×1032，故量程为×1002； 4[4]b指针指向4，倍率为×1003；读数 4×100=4002。 3.DBE 【详解】欧姆表每次使用应该先选挡位，然 后欧姆调零，最后测量，欧姆表指针指在中 间附近时，读数最准确，故即先选“×100”挡， 欧姆调零，测量读数；最后旋到交流最大挡， 防止漏电，故在用红、黑表笔接触这个电阻 两端之前，操作步骤必须的是：选挡和欧姆 调零，故有用的操作顺序为DBE。 DBE ，丙 【详解】(1)由于欧姆表的中值电阻为15 左右，所以要测量2k2左右的电阻时首先应 换挡，把选择开关旋到×100的位置，然后 再重新调零，即操作顺序应是DBE: (2)图甲为用电流挡测小灯泡电流的原理 示意图，把电流表串联在电路中，电流从红 表笔进，从黑表笔出，符合操作规范： 图乙为用电压挡测量小灯泡电压的原理示 意图，把电压表并联在电路中，电流从红表 笔进，从黑表笔出，符合操作规范： 万，共5页 图丙为用欧姆挡测量电阻阻值的原理示意 图，必须将开关断开，单独测量，故图丙不 符合操作规范 5. 指针定位螺丝 电流 ×1 欧姆调零旋钮 电阻 19 【详解】(1[1][2]使用多用电表欧姆挡前， 先进行机械调零，应调节指针定位螺丝，使 电表指针停在电流的0刻线上。 (2[3]使用“×1”的倍率时，中值电阻为152， 测量202的电阻时，指针能指在中间}3 33 区域，较为准确，故应将选择开关旋转到2， 挡的×1”位置。 (3)[4][5]欧姆调零时，应将两表笔短接，调 节“欧姆调零旋钮”，使电表指针对准“电阻 的0”刻线。 (4)[6表盘的读数为19，使用“×1”的倍率， 电阻的阻值为读数乘以倍率，为192。 6. ◆UV 2.0 ::1:C:: 1.9 1.8 1.7 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.03V 0.092 【详解】[1]U-1图像如下图所示 答案第2 AUN 2.0 8221:0:2 1.9 1.8 1.71 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 [2]蓄电池的电动势为 E=2.03V [3]蓄电池的内阻为 r=203-1.72=0.092 3.6-0 7. 0-0.6A 0~3V 12 见解析 2.03(2.01～2.04) 0.09 【详解】(1)[1]因电动势约为2V,故电压表 量程选0~3V: [2]若电流表量程选0~3A,为了读数准确， 应使指针半偏及以上，电流需在1.5A以 上.这样，电路总电阻应在 R号居Qw1sa 变化范围太小，不利于滑动变阻器操作，所 以电流表量程应选0~0.6A; (2)[3]若定值电阻取102，则电路中电流最 大不超过 1=g2 A=0.2A R10 电流值不到电流表小量程的号，不利于精确 读数，故定值电阻只能取12： (3)[4]纵坐标不从0开始，可提高图线精 度.描出5个点后，应该用一条直线来“拟 页，共5页 合”坐标系中描出的点 2.1 2.0 1.9 1.8 →IIA 0 [5][6]由图线与纵坐标的交点可知 E=2.03V 由于误差（2.01~2.04)均可 =40=2.03-1.88 △11.72-0 2≈0.0872 故r取为0.092。 8. 白三岐 I= U 及 E'r 【详解】(1)[1]电路如下图所示 答案第3页 (2)[2]移去电流表，用电阻箱替代滑动变阻 器，电路如下图所示 S [3]根据欧姆定律得 U 1=R I是通过电阻箱的电流，U是电压表的读数， R是电阻箱的读数。 9 AUNV 1.400 1.300 1.200 1.100 1.000 0900 0800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0200 0 4080120160200240280320360400440480520560600640680720 公 0.95V 1.1k2 【详解】[1]依题意，代入数据，重新计算数 据填入下表。 共5页 Rk 9 8 I/uA 92 102 115 131 152 UU八V 0.828 0.816 0.805 0.786 0.760 以U为纵坐标，I为横坐标建立平面直角坐 标系，画出图像如下图所示。 AUNV 1.400 1.300 0.900 0.800 0.700 600 8 0.300 E 0.200 0.100E 0 002016020240280z0804040805 丙 [2]设电流表的内阻为g,根据闭合电路欧姆 定律可得 U=E-I(r+rg) 可得I图纵轴的截距为橙汁电池的电动势 为 E=0.95V [3]UI图的斜率绝对值为(r+rg),则橙汁电 池的内阻为 790×106k2-1002=1.1kR 0.95 T= 10. 因水果电池本身有电动势，当用 欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆表内 部的电源与水果电池的电动势正向或反向 串联，影响测量的结果，故测不准 B D 0.95 1.2 水果电池的内阻 太大，回路电流太小（或路端电压过小） 答案第4页 【详解】(1)[1]因水果电池本身有电动势， 当用欧姆表直接接水果电池的两极时，欧姆 表内部的电源与水果电池的电动势正向或 反向串联，影响测量的结果，故测不准。 (2)[2]水果电池电动势很小，内阻很大， 则电流很小，小于0.6A,故电流表应该选择 小量程的B。 [3]为了方便调节，起到调节作用，电阻箱应 该与电源内阻较为接近，故应选择大量程的 电阻箱D。 (3)[4][]由闭合电路的欧姆定律可知 E=U+Ir 变形得 U=E-Ir 故斜率表示内阻大小，纵截距表示电动势大 小，故 E=0.95V,r=1.2k (4)[6]水果电池的内阻太大，回路中电流 太小，路端电压太小，所以灯泡不发光。 11.13.7mm,3.275mm 【详解】游标卡尺读数为 13mm+7×0.1mm=13.7mm 螺旋测微器读数为 3mm+27.5×0.01mm=3.275mm 12.(1)偏大；(2) 共5页 【详解】(1)不合格的纯净水中含有较多的 离子，导电能力好，电阻率偏小，电导率偏 大。 (2)容器内水的电阻比滑动变阻器的电阻 大得多，为了使电表指针有较大的偏转，滑 动变阻器采用分压接法：容器内水的电阻远 大于电流表的内阻，所以采用内接法；电源 的电动势是12V,为了使电压表指针偏转三 分之一以上，电压表的量程选择0~15V: 电路如图所示 13.1.27×1062m 【详解】电压表读数为 UJ=1.20V 电流表读数为 I=0.50A 电阻丝电阻为 答案第5页 R= =2.42 I 根据电阻定律得 4224牧3 O=R之=R 23.14×(0.635×103 2m=1.2k10-6m 4×0.6 共5页