11.3 实验:导体电阻率的测量(培优考点练)物理人教版必修第三册
2026-07-20
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3份
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67页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3. 实验:导体电阻率的测量 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电阻 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.48 MB |
| 发布时间 | 2026-07-20 |
| 更新时间 | 2026-07-20 |
| 作者 | 物理开挂所 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58891504.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
该同步练习以导体电阻率测量为核心,通过“题型培优-拓展综合-高考真题-新题追踪”四层递进设计,实现从基础技能到综合探究的能力培养,强化科学思维与实验操作素养。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|题型培优练|测量工具使用、电表读数、电路接法|聚焦单一技能训练,如游标卡尺/螺旋测微器操作(题1-7)|
|拓展综合练|导电胶/水样电阻率测量、仪器改装|跨情境综合应用,结合图像法处理数据(题17-20)|
|高考真题练|近年高考原题|高考难度适配,如2026湖北高考题(题21)|
|新题追踪练|新情境实验设计|创新探究情境,如电阻丝电阻率测定(题25-28)|
内容正文:
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11.3实验:导体电阻率的测量
么题型培优练
∥题型01:长度的测量及测量工具的使用
1.
【答案】42.35
B
0.410
2
【答案】8.470
2.060
3.(
【答案】1.060
0.0622/0.0621/0.0623(均可
/题型02:电表的使用和读数
【答案】9.5/(9.4~9.6均可)
0.80/(0.79~0.81均可】
10.60
0.533/(0.532~0.534均可
5.(
【答案】1.70
8.5
0.46
2.30
530.02
6.
【答案】0.02
1/9
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0.36
0.1
1.80
0.1
2.10
0.5
10.5
【答案】2.40
0.32
6.0
分题型03:电流表的内接法和外接法
&
【答案】1.682mm/1.680mm/1.681mm/1.683mm
A
D
乙
小
9.
【答案】5.25
1.074
丙
10
【答案】5.00
4.700
0.34
外
偏小
1.73×103
219
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/题型04:滑动变阻器的限流式和分压式接法
11.
【答案】2.325
6.700
0.40
πD2U
4IL
2
【答案】B
D
3/9
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13
【答案】6
2.095
3.62
C
B
待测金属丝
E
πDU
4LI
P题型05:金属丝电阻率的测量
14
【答案】×100
1300
4/9
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>
ks
15.
【答案】A
21.50
×1k
B
πd
4k
16.
【答案】A
V
R
0.600
D
么拓展综合练
17.
【答案】B
2.26
G
@
0
导电胶
R
18.
【答案】15.6
2.450
5/9
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B
E
C
H
R
R
E.r
3πU1dRv1
41(I1Rv1-U1)
19.
【答案】A2
R
定值电阻
R
E
S
U(Rv+R2)
IRy-U
PL
bRy
20.
【答案】0.415
619
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左
小
由于电压表分流,电流表示数大于流过金属丝的电流
πUd2
4Il
公高考真题练
21
【答案】(1)0.500
比
(3)6.4×106
(4)无
22.
【答案】(1)0.500
(2)
a
必
(3)1.3×106
(4)CD
23.
7/9
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电极板
米水
kdh
【答案】
图(a
高
0.46
24.(
【答案】(1)2.450
(2)1
(3)1.91
(4)大于
么新题追踪练
25.
【答案】1.667
保护电路
偏大
πkD2
4
没有
26,
【答案】5.015
0.990
A
小
8/9
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Und2
4IL
CD
27.
【答案】C
D
A
R
M
S
πdR
4L
BD
28.
【答案】0.770
1
小于
2
πdRx
41
919
11.3 实验:导体电阻率的测量
————————————⏩目录⏪————————————
✍题型培优练 1
✏题型01:长度的测量及测量工具的使用 1
✏题型02:电表的使用和读数 2
✏题型03:电流表的内接法和外接法 4
✏题型04:滑动变阻器的限流式和分压式接法 6
✏题型05:金属丝电阻率的测量 9
✍拓展综合练 11
✍高考真题练 15
✍新题追踪练 18
✍题型培优练
✏题型01:长度的测量及测量工具的使用
1.(2026·湖北省·同步练习)某同学为了测量一均匀金属圆柱体的长度与直径,完成下列步骤:
用游标卡尺测量其长度。如图甲所示,其长度为 。
用螺旋测微器测量其直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应旋紧图乙中的部件 选填“”“”“”或“”,从图乙中可知圆柱体直径为 。
2.(2026·安徽省·同步练习)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为 ;用游标卡尺测一电学元件的长度,测得结果如图乙所示,则该元件的长度为 。
3.(2026·安徽省·同步练习)图中游标卡尺的读数为 ,螺旋测微器的读数为 。
✏题型02:电表的使用和读数
4.(2026·湖北省·同步练习)完成下列读数:
电流表量程一般有两种:,电压表量程一般有两种:,。如图所示:
接量程时读数为
接量程时读数为 。
图的读数 图的读数 。
5.(2026·四川省·同步练习)如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示。
若使用的是量程的电压表,读数为 若使用的是量程的电压表,读数为 。
若使用的是量程的电流表,读数为 若使用的是量程的电流表,读数为 。
如图丙所示,电阻箱的读数为 。
6.(2026·四川省·同步练习)如图甲所示,当电流表使用的量程为时,对应刻度盘上每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 当电流表使用的量程为时,对应刻度盘中每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 。
如图乙所示,当电压表使用的量程为时,每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 当电压表使用的量程为时,则表盘刻度每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 。
7.(2026·山东省·同步练习)电压表、电流表的读数如图、图所示,则 ,
图为某同学实验中电压表的刻度盘,若当时使用的是的量程,那么该电压表的读数为 。
✏题型03:电流表的内接法和外接法
8.(2026·贵州省·单元测试)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻约为,除了变阻器、电源、开关、导线之外,还有下列器材:
A.电压表量程,内阻约为
B.电压表量程,内阻约为
C.电流表量程,内阻约为
D.电流表量程,内阻约为
图为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图,则此金属丝的直径为 ;
电压表应选 ;电流表应选 填仪器前的字母序号;
应选用图中的 填“甲”或“乙”为该实验的电路图,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏 选填“大”或“小”。
9.(2026·贵州省·单元测试)小明同学用伏安法测量阻值约为的待测金属元件的电阻率:
他分别使用分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属元件的长度和直径,测量的结果如图甲和图乙所示,可知,长度 ,直径 。
他选用了以下器材进行测量
A.电压表量程,内阻约为
B.电流表量程,内阻为
C.滑动变阻器
D.电源电动势,内阻可忽略
E.开关与导线若干
为了减小实验误差,他应选用如图 选填“丙”或“丁”的电路图进行实验。
10.(2026·云南省·月考试卷)某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
用分度的游标卡尺测量其长度如图甲,可知其长度为
用螺旋测微器测量其直径如图乙,可知其直径为
因电表内阻未知,用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关,将滑动变阻器的滑片移至合适位置。单刀双掷开关掷到,电压表的读数,电流表的示数如图丁所示,其读数 ;将掷到,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表 填“内”或“外”接法,测得的值比真实值 填“偏大”、“偏小”或“一样”
根据上面的数据,算得该材料的电阻率为 保留三位有效数字
✏题型04:滑动变阻器的限流式和分压式接法
11.(2026·湖北省·同步练习)粗测某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。
该实验小组分别用分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度和直径,某次测量结果如图甲、乙所示:长度 ,直径 。
实验使用的滑动变阻器的阻值为,请将如图丙所示的实际测量电路补充完整。
某次实验时,图丁所示量程为的电流表读数为 。电压表的示数为,电流表的示数为,用实验测量的物理量、、、表示电阻率,则表达式为 。
12.(2026·贵州省·单元测试)某物理兴趣小组的同学要测量铅笔芯的电阻率,取一支铅笔,去掉两端笔芯外木质部分,不损伤笔芯,使用多用电表粗测其电阻,如图甲所示。
用多用电表的电阻挡粗测电阻约为,某同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻。
A.待测笔芯
B.电流表,内阻约
C.电流表,内阻约
D.电压表,内阻约
E.电压表,内阻约
F.滑动变阻器
G.电源
H.开关、导线若干
要进一步精确测量笔芯的电阻率,电流表应选 ,电压表应选 填字母。
将实验电路图画在虚线框中。
请根据实验要求在图乙中用笔画线代替导线只配有两根导线,完成实物电路连接。
13.(2025·陕西省汉中市·期中考试)为了测量一精密金属丝的电阻率:
先用多用电表“”挡粗测其电阻为 ,然后用螺旋测微器测其直径为 ,游标卡尺测其长度是 。
为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A、电压表量程,内阻约为
B、电流表量程,内阻约为
C、滑动变阻器
D、滑动变阻器
E、输出电压为的直流稳压电源
F、开关,导线若干
为了提高测量的准确度,则滑动变阻器应选 选填器材前面的字母。
下列给出的测量电路中,为让测量时电表变化范围较大,则最合适的电路是 ,并连接实物图 。
A、B、
C、D、
如果金属丝直径为,长度为,所测电压为,电流为,写出电阻率表达式 用本问用所给字母表示。
✏题型05:金属丝电阻率的测量
14.(2026·江苏省淮安市·其他类型)电导率电阻率的倒数是衡量水质是否合格的一项重要指标.某实验小组为测量小区使用自来水的电导率,进行如下实验:
为方便测量水的电阻,将采集的水样装满塑料圆柱形容器,此时圆柱形水样的横截面积为,长为如图甲所示;
先用多用电表欧姆档“”倍率粗测该水样的电阻,指针指在如图乙中位置,则应换成 选填“”或“”倍率,重新欧姆调零后,指针指在如图乙中位置,则电阻值为 ;
为更精准测量水样的电阻,设计如图丙所示电路图。将滑动变阻器滑片调至合适位置并保持不变,将分别接、两个位置,发现电压表的示数变化不明显,电流表的示数变化明显,则测量时应将接 选填“”或“”,测量结果 选填“”、“”或“”;
改变滑动变阻器滑片位置,测量多组电流及对应电压的值,并描绘其图像如图丁所示,图线斜率为,则该水样的电导率电阻率的倒数 用“”、“”、“”表示.
15.(2026·江苏省·月考试卷)某兴趣小组用一只两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水,测定该矿泉水的电阻率。
某同学应用如图甲所示的游标卡尺的 选填“”“”或“”部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图乙,则 。
该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“”挡,发现指针如图丙所示,则该同学应换选 选填“”或“”挡。
该组同学按图丁连好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,可能的原因是 。
A.电路中、之间断路
.电路中、之间断路
该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为、电压表示数为、电流表示数为,改变玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的图像如图戊所示,若图线的斜率为,则矿泉水的电阻率 用题中字母、表示。
16.(2026·贵州省·单元测试)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。电路图如图所示。已知待测金属丝的电阻值约为,在测电阻时,可供选择的器材有:
电源:输出电压约为
电流表:量程,内阻约
电流表:量程,内阻约
电压表:量程,内阻约
电压表:量程,内阻约
滑动变阻器:最大阻值,允许最大电流
滑动变阻器:最大阻值,最大电流
开关一个,导线若干。
在上述器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的电压表是 。若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是 填写仪器的字母代号。
该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示,则螺旋测微器的示数 。
关于本实验的误差,下列说法正确的是 。
A.测量过程中,开关长时间闭合,对实验结果没有影响
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.利用电流随电压的变化图线求可减小系统误差
D.由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值
✍拓展综合练
17.(2026·福建省·同步练习)导电胶具有黏合和导电功能,在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率,把导电胶装入玻璃管中,导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连,如图甲所示。
在装入导电胶之前,先用游标卡尺测量玻璃管的内径,如图乙所示,应该用游标卡尺的 选填“”“”或“”进行测量,该玻璃管内径为 。
粗略测得该导电胶电阻约为,为精确测量其电阻阻值,现有的干电池组、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表,内阻约
B.电流表,内阻
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
由于电流表量程偏小,需要对电流表进行合理改装,改装时应选 填器材前面的序号作为分流电阻。
将图丙中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图,要求电压和电流的测量范围尽可能大。
测出电压表读数、电流表读数、导电胶的直径和两金属电极间的距离,算出该导电胶的电阻率大小。
18.(2026·湖北省·同步练习)某物理实验兴趣小组在实验室中测量一金属丝阻值约为的电阻率,除了被测金属丝以外,还有以下实验器材可供选择:
A.电流表,内阻约为
B.电流表,内阻约为
C.电压表,内阻为
D.电压表,内阻为
E.滑动变阻器∽,额定电流为
F.滑动变阻器,额定电流为
G.直流电源电动势为,内阻约为
H.定值电阻
定值电阻
J.开关、导线若干
用毫米刻度尺测量金属丝的长度,用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果分别如图甲、乙所示,则毫米刻度尺的读数为 ,螺旋测微器的读数为 。
测量金属丝的电阻时要求利用图像法处理数据,且要求尽可能精确测量,则电流表选择 ,滑动变阻器选择 由于没有合适量程的电压表,故选择电压表 和定值电阻 改装成合适量程的电压表。均填实验器材前的字母
请根据你所选择的实验器材帮兴趣小组设计实验电路,并把电路图画在下面的方框中。
假设某次测量金属丝的电阻时,电流表的示数为,电压表的示数为改装前示数,金属丝的长度用表示,金属丝的直径用表示,则金属丝电阻率的表达式为 用、、、以及所选用电压表的内阻或表示。
19.(2026·湖北省·同步练习)掺氟氧化锡玻璃在太阳能电池研发领域有重要应用,它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度,某兴趣小组开展了如下实验:
选取如图甲所示的一块长条形玻璃,测出其长度为,宽度为。
用电阻表接薄膜、两端,测得薄膜电阻约为。为了获得多组数据,进一步精确测量的阻值,有如下器材可供选用:
A.电源电动势为,内阻约为
B.电压表量程,内阻为
C.电流表量程,内阻约为
D.电流表量程,内阻约为
E.滑动变阻器最大阻值为
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
其中,电流表应选 选填“”或“”,定值电阻应选 选填“”或“”。
根据以上要求,将图乙所示的器材符号连线,组成测量电路图。
闭合开关,调节滑动变阻器,测得电压表示数为,电流表示数为,则可精确测得薄膜电阻阻值 用、、、或表示。
已知该薄膜的电阻率为,根据以上实验,测得其电阻阻值为,则该薄膜的厚度 用、、和表示。
20.(2026·浙江省·单元测试)在“测定金属的电阻率”的实验中:
用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径为 。
请根据给定电路图,用连线代替导线将图中的实验器材连接起来 。
依据完成的实物连接图,为了保护电路,闭合开关之前滑动变阻器滑片应置于选填“左”或“右” 端。采用如图所示伏安法测值比真实值偏 选填“大”或“小”,其原因是 。
若通过测量可知,金属丝的长度为,直径为,通过金属丝的电流为,金属丝两端的电压为,由此可计算得出金属丝的电阻率 。用题目所给字母表示
✍高考真题练
21.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
22.(2025·四川·高考真题)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为________。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱________(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于________端(选填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为_________(取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
23.(2024·江西·高考真题)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽和高。
(2)现有实验器材:电流表(量程,内阻)、电压表(量程或,内阻未知)、直流电源、滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接_____。
(3)连接好电路,测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到,重复测量。绘出和水的图,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达式=____________(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度____________(填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,热水器出水温度最高为,忽略其他电阻的影响(相当于热水器的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为____________m。(保留两位有效数字)
24.(2024·山东·高考真题)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为_______mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=______Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率______(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
✍新题追踪练
25.(2026·安徽省·同步练习)某实验小组为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下:
用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝的直径,求出平均值;
调节电阻丝上的导电夹的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度;闭合开关,记录电压表的示数、电流表的示数;
改变电阻丝上导电夹的位置,重复步骤,记录多组、、的值。
螺旋测微器某次测量的结果如图乙所示,其示数为 。
在电路中的作用是 。
若选用某组、值,用算出电阻丝连入电路的电阻,则计算值与真实值相比 填“偏小”“相等”或“偏大”。
根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为,则电阻丝的电阻率 用已知或测量出的物理量的符号表示;电流表内阻对电阻率的测量 填“有”或“没有”影响。
26.(2026·江苏省·月考试卷)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中:
正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度为 ,用螺旋测微器测得金属丝的直径为 .
估算被测电阻丝的阻值,已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约为几欧,电压表内阻约为电源为干电池不宜在长时间、大功率状况下使用,电动势,内阻很小忽略不计则以下电路图中 电路为本次实验应当采用的最佳电路但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 此时测得电流为、电压为.
请根据第问中选择的电路图,补充完成下图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
本实验中金属丝的电阻率为 用上述直接测量的字母表示.
任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准下列关于误差的说法中正确的选项有 .
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D. 用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
27.(2026·安徽省蚌埠市·其他类型)小明用如图所示的电路测量金属丝的电阻率,的阻值大约为.
实验室提供以下器材:
A.电压表量程,内阻约
B.电流表量程,内阻约
C.电流表量程,内阻约
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.电源电动势为及开关和导线若干
为了方便调节、准确测量,实验中电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 选填实验器材前的字母
根据实验电路在方框中画出电路图 。
测出金属丝的直径为、长度为、阻值为,则电阻率 .
关于本实验的误差分析,下列说法中正确的是 有多个正确选项.
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻的影响,电阻的测量值小于真实值,引起的误差属于系统误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除偶然误差
D.多次测量画出图像,通过图像求金属丝电阻可以减小偶然误差
28.(2026·新疆维吾尔自治区·同步练习)小明同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率。提供的器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表量程,内阻约为、电流表量程,内阻约、滑动变阻器最大阻值、学生电源电压、开关、单刀双掷开关和导线若干。
如图甲所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径 。
小明利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路。实验时,闭合开关,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变,将开关先后与、连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将开关连接 填“”或“”,按此连接测量,测量结果 选填“小于”“大于”或“等于”电阻丝的真实值。
图丙为小明同学利用同一根电阻丝接入电路中的长度不同时进行实验,记录数据后在坐标纸上绘制的图线,其中图线、对应的电阻丝的长度之比 。
根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为 用、、、表示。
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11.3 实验:导体电阻率的测量
————————————⏩目录⏪————————————
✍题型培优练 1
✏题型01:长度的测量及测量工具的使用 1
✏题型02:电表的使用和读数 2
✏题型03:电流表的内接法和外接法 5
✏题型04:滑动变阻器的限流式和分压式接法 8
✏题型05:金属丝电阻率的测量 15
✍拓展综合练 19
✍高考真题练 26
✍新题追踪练 32
✍题型培优练
✏题型01:长度的测量及测量工具的使用
1.(2026·湖北省·同步练习)某同学为了测量一均匀金属圆柱体的长度与直径,完成下列步骤:
用游标卡尺测量其长度。如图甲所示,其长度为 。
用螺旋测微器测量其直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应旋紧图乙中的部件 选填“”“”“”或“”,从图乙中可知圆柱体直径为 。
【答案】
【解析】由题图甲所示可知,游标卡尺主尺示数为,
游标尺示数为
游标卡尺示数为
读数前应先旋紧部件,使读数固定不变,由题图乙所示可知,螺旋测微器固定刻度示数为,可动刻度数为
螺旋测微器示数为。
2.(2026·安徽省·同步练习)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为 ;用游标卡尺测一电学元件的长度,测得结果如图乙所示,则该元件的长度为 。
【答案】
【解析】略
3.(2026·安徽省·同步练习)图中游标卡尺的读数为 ,螺旋测微器的读数为 。
【答案】 均可
【解析】游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以读数为 螺旋测微器的读数为固定刻度数与可动刻度数之和,所以读数为 。
✏题型02:电表的使用和读数
4.(2026·湖北省·同步练习)完成下列读数:
电流表量程一般有两种:,电压表量程一般有两种:,。如图所示:
接量程时读数为
接量程时读数为 。
图的读数 图的读数 。
【答案】均可 均可
均可
【解析】接量程时读数为接量程时读数为。
由题图游标卡尺可知,示数为由题图螺旋测微器可知,示数为。
5.(2026·四川省·同步练习)如图所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示。
若使用的是量程的电压表,读数为 若使用的是量程的电压表,读数为 。
若使用的是量程的电流表,读数为 若使用的是量程的电流表,读数为 。
如图丙所示,电阻箱的读数为 。
【答案】
【解析】对于电压表,当选取量程时,每小格为,读数为当选取量程时,每小格为,读数为。
对于电流表,当选取量程时,每小格为,读数为当选取量程时,每小格为,读数为。
电阻箱的读数为。
6.(2026·四川省·同步练习)如图甲所示,当电流表使用的量程为时,对应刻度盘上每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 当电流表使用的量程为时,对应刻度盘中每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 。
如图乙所示,当电压表使用的量程为时,每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 当电压表使用的量程为时,则表盘刻度每一小格代表 ,图中表针所指位置的示数为 。
【答案】
【解析】当电流表使用量程时,刻度盘上的每一小格代表,表针所指位置的示数为当电流表使用量程时,每一小格代表,表针所指位置的示数为。
当电压表使用量程时,每一小格代表,表针所指位置的示数为当电压表使用量程时,每一小格代表,表针所指位置的示数为。
7.(2026·山东省·同步练习)电压表、电流表的读数如图、图所示,则 ,
图为某同学实验中电压表的刻度盘,若当时使用的是的量程,那么该电压表的读数为 。
【答案】
【解析】图电压表的分度值是,需要估读到下一位,读数结果为两位小数,
图电流表的分度值是,估读到本位,读数结果为两位小数,。
使用的量程时,电压表的分度值为,读数时估读到本位,即。
✏题型03:电流表的内接法和外接法
8.(2026·贵州省·单元测试)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测金属丝的电阻约为,除了变阻器、电源、开关、导线之外,还有下列器材:
A.电压表量程,内阻约为
B.电压表量程,内阻约为
C.电流表量程,内阻约为
D.电流表量程,内阻约为
图为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图,则此金属丝的直径为 ;
电压表应选 ;电流表应选 填仪器前的字母序号;
应选用图中的 填“甲”或“乙”为该实验的电路图,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏 选填“大”或“小”。
【答案】
乙
小
【解析】螺旋测微器固定部分读数为,可动部分读数为,故最终读数为;
电源电动势为,则电压表选A,即电压表量程,内阻约为;电路最大电流,故电流表选D,即电流表量程,内阻约为;
因待测金属丝的电阻约为,与电流表内阻相差不大,故电流表应选择外接法,因此实验电路应选乙;因电压表分流导致电流的测量值偏大,则由欧姆定律可知,待测电阻的测量值比真实值偏小。
9.(2026·贵州省·单元测试)小明同学用伏安法测量阻值约为的待测金属元件的电阻率:
他分别使用分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属元件的长度和直径,测量的结果如图甲和图乙所示,可知,长度 ,直径 。
他选用了以下器材进行测量
A.电压表量程,内阻约为
B.电流表量程,内阻为
C.滑动变阻器
D.电源电动势,内阻可忽略
E.开关与导线若干
为了减小实验误差,他应选用如图 选填“丙”或“丁”的电路图进行实验。
【答案】
丙
【解析】金属元件的长度
金属元件的直径
因为电流表内阻已知,电流表可以采用内接法,滑动变阻器采用分压式接法,可以多测几组数据并且可以保护电路,故选丙电路图。
10.(2026·云南省·月考试卷)某同学测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率,步骤如下:
用分度的游标卡尺测量其长度如图甲,可知其长度为
用螺旋测微器测量其直径如图乙,可知其直径为
因电表内阻未知,用如图丙所示的电路来判定电流表该内接还是外接。正确连线后,合上开关,将滑动变阻器的滑片移至合适位置。单刀双掷开关掷到,电压表的读数,电流表的示数如图丁所示,其读数 ;将掷到,电压表和电流表的读数分别为,。由此可知应采用电流表 填“内”或“外”接法,测得的值比真实值 填“偏大”、“偏小”或“一样”
根据上面的数据,算得该材料的电阻率为 保留三位有效数字
【答案】
外
偏小
【解答】
游标卡尺读数为;
螺旋测微器读数为;
电流表精确度为,读数为,根据题意可知,电流表的分压作用更明显,应该避免电流表的分压,故应采用电流表外接法。根据,得,因电压表的分流作用,电流的测量值偏大,则电阻率测量值比真实值偏小;
根据,代入数据解得。
✏题型04:滑动变阻器的限流式和分压式接法
11.(2026·湖北省·同步练习)粗测某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。
该实验小组分别用分度的游标卡尺、螺旋测微器测量其长度和直径,某次测量结果如图甲、乙所示:长度 ,直径 。
实验使用的滑动变阻器的阻值为,请将如图丙所示的实际测量电路补充完整。
某次实验时,图丁所示量程为的电流表读数为 。电压表的示数为,电流表的示数为,用实验测量的物理量、、、表示电阻率,则表达式为 。
【答案】
【解析】长度,直径。
实验使用的滑动变阻器的阻值为,则滑动变阻器采用分压式接法,待测电阻为大电阻,则采用电流表内接法,则实际测量电路如图。
题图丁所示量程为的电流表最小刻度为,则读数为根据,解得。
12.(2026·贵州省·单元测试)某物理兴趣小组的同学要测量铅笔芯的电阻率,取一支铅笔,去掉两端笔芯外木质部分,不损伤笔芯,使用多用电表粗测其电阻,如图甲所示。
用多用电表的电阻挡粗测电阻约为,某同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻。
A.待测笔芯
B.电流表,内阻约
C.电流表,内阻约
D.电压表,内阻约
E.电压表,内阻约
F.滑动变阻器
G.电源
H.开关、导线若干
要进一步精确测量笔芯的电阻率,电流表应选 ,电压表应选 填字母。
将实验电路图画在虚线框中。
请根据实验要求在图乙中用笔画线代替导线只配有两根导线,完成实物电路连接。
【答案】
【解析】铅笔芯电阻约为,流过铅笔芯的最大电流约为,可知电流表应选择。电源电动势是,电压表应选择。
由于电压表内阻远大于铅笔芯电阻,故电流表应采用外接法。由于滑动变阻器最大阻值大于铅笔芯电阻,故滑动变阻器可以采用限流接法。电路图如图所示。
实物电路连接如图所示。
13.(2025·陕西省汉中市·期中考试)为了测量一精密金属丝的电阻率:
先用多用电表“”挡粗测其电阻为 ,然后用螺旋测微器测其直径为 ,游标卡尺测其长度是 。
为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A、电压表量程,内阻约为
B、电流表量程,内阻约为
C、滑动变阻器
D、滑动变阻器
E、输出电压为的直流稳压电源
F、开关,导线若干
为了提高测量的准确度,则滑动变阻器应选 选填器材前面的字母。
下列给出的测量电路中,为让测量时电表变化范围较大,则最合适的电路是 ,并连接实物图 。
A、B、
C、D、
如果金属丝直径为,长度为,所测电压为,电流为,写出电阻率表达式 用本问用所给字母表示。
【答案】
【解析】由题图可知,用多用电表挡粗测其电阻为;
螺旋测微器的精度为,用螺旋测微器测其直径为;
游标卡尺为分度,精度为,游标卡尺测其长度是。
粗测金属丝电阻为,为了提高测量的准确度,应选阻值较小的。
粗测金属丝电阻为,电压表内阻远大于待测电阻,则采用电流表外接;为让测量时电表变化范围较大,滑动变阻器应用分压电路,故选B。
如图所示
根据
其中
解得电阻率
✏题型05:金属丝电阻率的测量
14.(2026·江苏省淮安市·其他类型)电导率电阻率的倒数是衡量水质是否合格的一项重要指标.某实验小组为测量小区使用自来水的电导率,进行如下实验:
为方便测量水的电阻,将采集的水样装满塑料圆柱形容器,此时圆柱形水样的横截面积为,长为如图甲所示;
先用多用电表欧姆档“”倍率粗测该水样的电阻,指针指在如图乙中位置,则应换成 选填“”或“”倍率,重新欧姆调零后,指针指在如图乙中位置,则电阻值为 ;
为更精准测量水样的电阻,设计如图丙所示电路图。将滑动变阻器滑片调至合适位置并保持不变,将分别接、两个位置,发现电压表的示数变化不明显,电流表的示数变化明显,则测量时应将接 选填“”或“”,测量结果 选填“”、“”或“”;
改变滑动变阻器滑片位置,测量多组电流及对应电压的值,并描绘其图像如图丁所示,图线斜率为,则该水样的电导率电阻率的倒数 用“”、“”、“”表示.
【答案】×
3
【解析】先用多用电表粗测其电阻。将选择开关调到欧姆挡“×”挡位并调零,测量时发现指针偏转角度太小,说明阻值太大,所以倍率挡选择的过低,结合示数可知将选择开关换成欧姆挡的“”挡位重新欧姆调零后,指针指在如图乙中位置,则电阻值为;
将滑动变阻器滑片调至合适位置并保持不变,将分别接、两个位置,发现电压表的示数变化不明显,电流表的示数变化明显,说明电压表对电路影响较大,所以测量时应将接;此时电流表测量值偏大,根据可知,测量结果大于真实值;
根据题意可得电阻
根据电阻定律可得
联立可得
15.(2026·江苏省·月考试卷)某兴趣小组用一只两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水,测定该矿泉水的电阻率。
某同学应用如图甲所示的游标卡尺的 选填“”“”或“”部位去测玻璃管的内径,测出的读数如图乙,则 。
该同学用多用电表的电阻挡测量玻璃管中矿泉水的电阻,选择开关置于“”挡,发现指针如图丙所示,则该同学应换选 选填“”或“”挡。
该组同学按图丁连好电路后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,从最右端向左端移动的整个过程中,发现电压表有示数但几乎不变,可能的原因是 。
A.电路中、之间断路
.电路中、之间断路
该组同学在改进实验后,测出玻璃管中有水部分的长度为、电压表示数为、电流表示数为,改变玻璃管中的水量,测出多组数据,并描绘出相应的图像如图戊所示,若图线的斜率为,则矿泉水的电阻率 用题中字母、表示。
【答案】
【解析】用游标卡尺测量玻璃管内径应该用内测量爪,即部分。游标卡尺的读数为。
由图丙可知,欧姆表指针偏转太小,即示数太大,所选挡位太小,为了准确测量电阻值,应换用更大的倍率测量,即换“”挡。
闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,电压表有示数但几乎不变,说明和电压表并联的部分存在断路,即可能电路中、之间存在断路,故选B。
矿泉水的电阻,则,
结合图戊可知,图线的斜率,解得电阻率。
16.(2026·贵州省·单元测试)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用测量仪器均已校准。电路图如图所示。已知待测金属丝的电阻值约为,在测电阻时,可供选择的器材有:
电源:输出电压约为
电流表:量程,内阻约
电流表:量程,内阻约
电压表:量程,内阻约
电压表:量程,内阻约
滑动变阻器:最大阻值,允许最大电流
滑动变阻器:最大阻值,最大电流
开关一个,导线若干。
在上述器材中,应该选用的电流表是 ,应该选用的电压表是 。若想尽量多测几组数据,应该选用的滑动变阻器是 填写仪器的字母代号。
该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示,则螺旋测微器的示数 。
关于本实验的误差,下列说法正确的是 。
A.测量过程中,开关长时间闭合,对实验结果没有影响
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.利用电流随电压的变化图线求可减小系统误差
D.由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值
【答案】
【解析】电源电动势是,电压表应选择,电路最大电流约为,电流表应选择,为方便实验操作,滑动变阻器应选择;
由图示螺旋测微器可知,其示数为;
金属丝电阻阻值受温度影响,测量过程中,开关不能长时间闭合,开关长时间闭合,会使引起金属丝电阻变化,故A错误;
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差是由于实验设计造成的误差,属于系统误差,故B错误;
C.利用电流随电压的变化图线求可减小偶然误差,故C错误;
D.由于采用的是电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表的测量值偏大,由欧姆定律可知,测量值小于真实值,故D正确。
故选D。
✍拓展综合练
17.(2026·福建省·同步练习)导电胶具有黏合和导电功能,在医疗辅助中有广泛应用。某研究性学习小组为探究某种导电胶材料的电阻率,把导电胶装入玻璃管中,导电胶两端通过电阻不计的金属片与导线相连,如图甲所示。
在装入导电胶之前,先用游标卡尺测量玻璃管的内径,如图乙所示,应该用游标卡尺的 选填“”“”或“”进行测量,该玻璃管内径为 。
粗略测得该导电胶电阻约为,为精确测量其电阻阻值,现有的干电池组、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表,内阻约
B.电流表,内阻
C.定值电阻
D.定值电阻
E.滑动变阻器
由于电流表量程偏小,需要对电流表进行合理改装,改装时应选 填器材前面的序号作为分流电阻。
将图丙中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图,要求电压和电流的测量范围尽可能大。
测出电压表读数、电流表读数、导电胶的直径和两金属电极间的距离,算出该导电胶的电阻率大小。
【答案】
【解析】在装入导电胶之前,先用游标卡尺测量玻璃管的内径,应该用游标卡尺的内测量爪进行测量。该玻璃管内径为
估测电路可达到的最大电流为
应并联一个分流电阻,其阻值为
故改装时应选C作为分流电阻。
由于改装后的电流表内阻已知,直接与导电胶串联,电压表测量它们的总电压,由于滑动变阻器最大阻值较小,应采用分压式接法,电路如图所示。
18.(2026·湖北省·同步练习)某物理实验兴趣小组在实验室中测量一金属丝阻值约为的电阻率,除了被测金属丝以外,还有以下实验器材可供选择:
A.电流表,内阻约为
B.电流表,内阻约为
C.电压表,内阻为
D.电压表,内阻为
E.滑动变阻器∽,额定电流为
F.滑动变阻器,额定电流为
G.直流电源电动势为,内阻约为
H.定值电阻
定值电阻
J.开关、导线若干
用毫米刻度尺测量金属丝的长度,用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果分别如图甲、乙所示,则毫米刻度尺的读数为 ,螺旋测微器的读数为 。
测量金属丝的电阻时要求利用图像法处理数据,且要求尽可能精确测量,则电流表选择 ,滑动变阻器选择 由于没有合适量程的电压表,故选择电压表 和定值电阻 改装成合适量程的电压表。均填实验器材前的字母
请根据你所选择的实验器材帮兴趣小组设计实验电路,并把电路图画在下面的方框中。
假设某次测量金属丝的电阻时,电流表的示数为,电压表的示数为改装前示数,金属丝的长度用表示,金属丝的直径用表示,则金属丝电阻率的表达式为 用、、、以及所选用电压表的内阻或表示。
【答案】
【解析】毫米刻度尺的分度值为,螺旋测微器的精确度为,根据估读原则可得,。
由电动势和金属丝的电阻可得通过金属丝的电流最大值约为,故电流表选择由于需要利用图像法处理数据,所以测量金属丝两端的电压和电流要求从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法,故选择调节范围较小的滑动变阻器,故选E由于电源电动势,所以应将电压表与定值电阻串联改装成量程的电压表。
按照实验要求,滑动变阻器采用分压式接法,电流表采用外接法才能准确测量金属丝两端的电压与电流值,故电路图如图所示。
由电阻定律,
得
19.(2026·湖北省·同步练习)掺氟氧化锡玻璃在太阳能电池研发领域有重要应用,它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚度,某兴趣小组开展了如下实验:
选取如图甲所示的一块长条形玻璃,测出其长度为,宽度为。
用电阻表接薄膜、两端,测得薄膜电阻约为。为了获得多组数据,进一步精确测量的阻值,有如下器材可供选用:
A.电源电动势为,内阻约为
B.电压表量程,内阻为
C.电流表量程,内阻约为
D.电流表量程,内阻约为
E.滑动变阻器最大阻值为
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
其中,电流表应选 选填“”或“”,定值电阻应选 选填“”或“”。
根据以上要求,将图乙所示的器材符号连线,组成测量电路图。
闭合开关,调节滑动变阻器,测得电压表示数为,电流表示数为,则可精确测得薄膜电阻阻值 用、、、或表示。
已知该薄膜的电阻率为,根据以上实验,测得其电阻阻值为,则该薄膜的厚度 用、、和表示。
【答案】
【解析】流过电阻的最大电流
所以电流表选择电压表的量程过小,需要串联一个定值电阻增大其量程,由于,所以定值电阻选择。
滑动变阻器阻值较小,应采用分压式接法,改装后的电压表内阻已知,为准确测出薄膜电阻,电流表应外接,实验电路如图所示。
通过薄膜电阻的电流为
薄膜电阻两端的电压
根据欧姆定律,薄膜电阻的阻值为
根据电阻定律
该薄膜的厚度为。
20.(2026·浙江省·单元测试)在“测定金属的电阻率”的实验中:
用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径为 。
请根据给定电路图,用连线代替导线将图中的实验器材连接起来 。
依据完成的实物连接图,为了保护电路,闭合开关之前滑动变阻器滑片应置于选填“左”或“右” 端。采用如图所示伏安法测值比真实值偏 选填“大”或“小”,其原因是 。
若通过测量可知,金属丝的长度为,直径为,通过金属丝的电流为,金属丝两端的电压为,由此可计算得出金属丝的电阻率 。用题目所给字母表示
【答案】
左
小
由于电压表分流,电流表示数大于流过金属丝的电流
【解答】解:
金属丝的直径为
根据给定电路图,实物连接如图所示。
为了保护电路,闭合开关之前滑动变阻器滑片应置于左端,使待测金属丝两端电压为零。
由于电压表分流,电流表示数大于流过金属丝的实际电流,根据欧姆定律
可知如图所示伏安法测值比真实值偏小。
由电阻定律得
金属丝的电阻为
金属丝的横截面积为
联立可得金属丝的电阻率为
✍高考真题练
21.(2026·湖北·高考真题)在测量铅笔芯电阻率的实验中,实验器材有:待测圆柱形铅笔芯、电压表、电流表 、电阻箱、干电池、刻度尺、螺旋测微器、开关、滑片及导线等。实验电路图如图(a)所示,、为铅笔芯的两端,滑片在、间左右滑动。
(1)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径 ,其示数如图(b)所示,可知__________。
(2)适当选择电阻箱的阻值、移动滑片到某位置、测量、间的长度 ,闭合开关,记录电压表的示数U,电流表的示数 ,则该铅笔芯电阻率的表达式为__________(用、 、 和 表示)。
(3)多次改变滑片P的位置、记录对应的 、、 ,由实验数据绘制出的图如图(c)所示。由此可得该铅笔芯的电阻率________(取3.14,保留两位有效数字)。
(4)干电池使用一段时间后,其内阻增大,对电阻率的测量结果__________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)0.500
(2)
(3)
(4)无
【详解】(1)读数为
(2)根据欧姆定律结合电阻定律可知,
联立解得
(3)根据可知,故图像的斜率为
得
代入数值解得
(4)干电池的内阻增大,不考虑电表内阻的影响下,实验中测量的U和通过的电流I还是真实值,对实验测量结果无影响。
22.(2025·四川·高考真题)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约)
螺旋测微器
学生电源E(电动势,内阻未知)
米尺(量程)
滑动变阻器(最大阻值)
电阻箱(阻值范围)
电流表(量程,内阻较小)
开关、
导线若干
(1)将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品和位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为、和,则该样品横截面直径的平均值为________。
(2)该小组采用限流电路,则图1中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱________(选填“a”或“b”)相连。闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于________端(选填“左”或“右”)。
(3)断开、闭合,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到刻度处。断开、闭合,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到处,此时电阻箱面板如图2所示,则该合金丝的电阻率为_________(取,结果保留2位有效数字)。
(4)为减小实验误差,可采用的做法有________(有多个正确选项)。
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
【答案】(1)0.500
(2) a 左
(3)
(4)CD
【详解】(1)该样品横截面直径的平均值为
(2)[1]由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连。
[2]为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应最大阻值处,即最左端。
(3)由题意可知,该合金丝的电阻为
由电阻定律及可得
其中,
代入数据解得该合金丝的电阻率为
(4)根据电阻定律可知,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,可换用阻值范围为,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值。
故选CD。
23.(2024·江西·高考真题)某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。
(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽和高。
(2)现有实验器材:电流表(量程,内阻)、电压表(量程或,内阻未知)、直流电源、滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接_____。
(3)连接好电路,测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到,重复测量。绘出和水的图,分别如图(b)中甲、乙所示。
(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达式=____________(用k、d、h表示)。实验结果表明,温度____________(填“高”或“低”)的水更容易导电。
(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,热水器出水温度最高为,忽略其他电阻的影响(相当于热水器的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为____________m。(保留两位有效数字)
【答案】 高 0.46
【详解】(2)[1]电源电动势为,故电压表量程选择;由于电流表的内阻已知,故采用电流表内接时,可以消除系统误差,故电流表采用内接法,实物图如下:
(4)[2]根据电阻定律
故可得
得
[3]电阻率越小更容易导电,根据图像可知的水的电阻率更小,故可知温度高的水更容易导电。
(5)[4]根据前面分析可知的水的电阻率为
故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为,接入电压时,得
解得水管的长度至少应设计为
24.(2024·山东·高考真题)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量。实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16V)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A);
电压表V(量程3V,内阻未知);
电流表A(量程3A,内阻未知);
待测铅笔芯R(X型号、Y型号);
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干。
回答以下问题:
(1)使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为_______mm;
(2)把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________(填“1”或“2”)端;
(3)正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=______Ω(保留3位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70Ω;
(4)使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68mm、60.78mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率______(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率。
【答案】(1)2.450
(2)1
(3)1.91
(4)大于
【详解】(1)根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为
(2)由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端;
(3)根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有
(4)根据电阻定律
可得
两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知
✍新题追踪练
25.(2026·安徽省·同步练习)某实验小组为测定一段粗细均匀、电阻率较小的电阻丝的电阻率,采用了如图甲所示的电路进行测量。
实验步骤如下:
用螺旋测微器在电阻丝上的三个不同位置测出电阻丝的直径,求出平均值;
调节电阻丝上的导电夹的位置,用毫米刻度尺测量并记录导电夹到电阻丝右端的长度;闭合开关,记录电压表的示数、电流表的示数;
改变电阻丝上导电夹的位置,重复步骤,记录多组、、的值。
螺旋测微器某次测量的结果如图乙所示,其示数为 。
在电路中的作用是 。
若选用某组、值,用算出电阻丝连入电路的电阻,则计算值与真实值相比 填“偏小”“相等”或“偏大”。
根据多组测量得到的实验数据绘出图像如图丙所示,若图线斜率为,则电阻丝的电阻率 用已知或测量出的物理量的符号表示;电流表内阻对电阻率的测量 填“有”或“没有”影响。
【答案】
保护电路
偏大
没有
【解析】根据题图乙的螺旋测微器可知,其示数
在电路中的作用是保护电路。
由题图甲可知,电压表测量的是和电流表的电压,电流表测量的是流过的电流,若用算出电阻丝连入电路的电阻,则计算值与真实值相比偏大。
根据电阻的决定式可知,电阻丝连入电路的电阻 设电流表的内阻为,根据欧姆定律可知 根据题图丙的图像可知,解得 由上可知电流表内阻对电阻率的测量没有影响。
26.(2026·江苏省·月考试卷)某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验过程中:
正确操作用游标卡尺测得金属丝的长度为 ,用螺旋测微器测得金属丝的直径为 .
估算被测电阻丝的阻值,已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为,电流表内阻约为几欧,电压表内阻约为电源为干电池不宜在长时间、大功率状况下使用,电动势,内阻很小忽略不计则以下电路图中 电路为本次实验应当采用的最佳电路但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 此时测得电流为、电压为.
请根据第问中选择的电路图,补充完成下图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.
本实验中金属丝的电阻率为 用上述直接测量的字母表示.
任何实验测量都存在误差本实验所用测量仪器均已校准下列关于误差的说法中正确的选项有 .
A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D. 用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差
【答案】
小
【解析】该游标卡尺的精确度为,主尺读数为,游标尺对齐的格数为格,读数为,则金属丝长度
螺旋测微器固定刻度读数为,可动刻度读数为
所以螺旋测微器测得金属丝的直径。
由于分压式接法中,在相同条件下通过电源的电流太大,根据题意可知电源不宜在长时间、大功率状况下使用,所以滑动变阻器采用限流接法,电阻的阻值约为,而电流表内阻约几欧,电压表内阻约,电压表的内阻远大于金属丝的内阻,所以电流表外接,故A正确,BCD错误;
由于本实验中电压表的分流作用使得测得的电流表示数偏大,由欧姆定律可知用此最佳电路测量的结果会比真实值偏小。
根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
。
由电阻定律和欧姆定律有
联立可得。
用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,故A错误;
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,故B错误;
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差,故C正确;
D.用图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,故D正确。
27.(2026·安徽省蚌埠市·其他类型)小明用如图所示的电路测量金属丝的电阻率,的阻值大约为.
实验室提供以下器材:
A.电压表量程,内阻约
B.电流表量程,内阻约
C.电流表量程,内阻约
D.滑动变阻器
E.滑动变阻器
F.电源电动势为及开关和导线若干
为了方便调节、准确测量,实验中电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 选填实验器材前的字母
根据实验电路在方框中画出电路图 。
测出金属丝的直径为、长度为、阻值为,则电阻率 .
关于本实验的误差分析,下列说法中正确的是 有多个正确选项.
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻的影响,电阻的测量值小于真实值,引起的误差属于系统误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除偶然误差
D.多次测量画出图像,通过图像求金属丝电阻可以减小偶然误差
【答案】
【解析】解:电源电动势为,电压表量程为,电路中的最大电流,则电流表选择;由实物图可知,滑动变阻器采用分压接法,则滑动变阻器应选择。
由实物图可得电路图如图
根据可得,其中,代入可得电阻率
、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,故 A错误
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,不可避免的。由电路图可知电压表读数准确、电流表读数偏大,则电阻的测量值小于真实值,故B正确
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差,故 C错误
D、多次测量取平均值可减少偶然误差,则用图象处理数据求金属丝电阻,可以减小偶然误差,故 D正确。
故选BD。
28.(2026·新疆维吾尔自治区·同步练习)小明同学在实验室测量一粗细均匀的电阻丝的电阻率。提供的器材:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表量程,内阻约为、电流表量程,内阻约、滑动变阻器最大阻值、学生电源电压、开关、单刀双掷开关和导线若干。
如图甲所示,用螺旋测微器测得电阻丝的直径 。
小明利用所提供的器材设计了如图乙所示的电路。实验时,闭合开关,滑动变阻器的滑片滑至合适位置不变,将开关先后与、连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将开关连接 填“”或“”,按此连接测量,测量结果 选填“小于”“大于”或“等于”电阻丝的真实值。
图丙为小明同学利用同一根电阻丝接入电路中的长度不同时进行实验,记录数据后在坐标纸上绘制的图线,其中图线、对应的电阻丝的长度之比 。
根据电阻定律可得电阻丝电阻率表达式为 用、、、表示。
【答案】
小于
【解析】根据螺旋测微器的读数规律,该读数为
开关先后与、连接,发现电压表示数变化较大,电流表示数基本不变,说明电流表分压影响比较大,电压表分流影响不大,则应采用电流表外接,即测量时应将开关连接;
采用电流表外接法时,根据
由于电压表的分流,使得电流值偏大,故的测量值小于真实值。
图线的斜率表示电阻,根据图像可知,根据
同一材料粗细相同,电阻率相同,电阻与接入电路的长度成正比可得
根据电阻定律
,
解得。
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