11.3 实验：导体电阻率的测量 同步作业2 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 本同步练习聚焦“导体电阻率的测量”实验，以科学探究为主线，通过基础认知、操作应用、综合探究三层设计，构建从实验原理到数据处理的完整知识巩固路径，培养科学思维与实验能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|实验原理与注意事项|选择题考查仪器使用规范（如螺旋测微器用途、电流控制），强化物理观念| |操作应用|仪器选择与电路连接|实验题要求判断接线错误、选择电表量程，培养科学探究中的方案设计能力| |综合探究|数据处理与误差分析|结合U-I图像、电阻定律计算电阻率，分析系统误差（如电表内阻影响），体现科学思维的严谨性|

第3节　实验：导体电阻率的测量 同步作业2 一、选择题: 1．(多选)在做“金属丝电阻率的测量”的实验时，下列说法中正确的是( BC ) A．应用螺旋测微器测定金属丝的长度，这样精确度高 B．应先将金属丝接入电路，然后再测量其接入电路的长度三次并求平均值 C．通电时间不宜过长，电流不能过大，以免金属丝明显升温，造成其电阻率变化 D．开关闭合前应让滑动变阻器接入电路的阻值最小，以使电流表、电压表偏转明显 二、实验题: 2．测导体电阻的实验中，某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的一处明显错误。 3.利用螺旋测微器、刻度尺和如图所示的器材(其中电流表选0～0.6 A量程时，内阻为1 Ω，选0～3 A 量程时，内阻为0.2 Ω；电压表选0～3 V量程时，内阻为3 kΩ，选0～15 V量程时，内阻为15 kΩ)测量一根粗细均匀的阻值约为5 Ω的金属丝的电阻率。 (1)用实线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程(已知电源的电压为6 V，滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω)。 (2)实验时螺旋测微器测量金属丝的直径和刻度尺测量金属丝的长度示数以及电流表、电压表的读数如图所示，由图可以读出金属丝两端的电压U＝ V，流过金属丝的电流I＝ A，金属丝的长度L＝ cm，金属丝的直径d＝ mm。 (3)金属丝的电阻率为 _Ω·m(保留两位有效数字)。 4．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1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(电动势为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，额定电流为2 A)、开关、导线若干。某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： 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2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置于变阻器的一端。请根据电路图，补充完成图2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。 (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图3所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图3中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U­I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的电阻率约为　　(填选项前的字母)。 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)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引起的误差属于偶然误差 C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差 D．用U­I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 5.某学生用如图甲所示电路测金属导线的电阻率，可供使用的器材有：被测金属导线ab(电阻约10 Ω，允许通过的最大电流为0.8 A)，稳恒电源E(电源输出电压恒为E＝12 V)，电压表V(量程为0～3 V，内阻约为5 kΩ)，保护电阻：R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，R3＝200 Ω，刻度尺、螺旋测微器，开关S，导线若干等。 实验时的主要步骤如下： ①用刻度尺量出导线ab的长度L，用螺旋测微器测出导线的直径d。 ②按如图甲所示电路将实验所需器材用导线连接好。 ③闭合开关S，移动接线触片P，测出aP长度x，读出电压表的示数U。 ④描点作出U­x曲线求出金属导线的电阻率ρ。 完成下列填空： (1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d，其示数如图乙所示，该金属导线的直径d＝ mm。 (2)如果实验时既要保证安全，又要使测量误差较小，保护电阻R应选　　。 (3)根据多次实验测出的aP长度x和对应每次实验读出的电压表的示数U给出的U­x图线如图丙所示，其中图线的斜率为k，则金属导线的电阻率ρ＝ 。(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示) 6.某学习小组为测量一铜芯电线的电阻率，他们截取了一段电线，用米尺测出其长度为L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表测得其电阻值约为5 Ω。为提高测量的精确度，该小组的人员从下列器材中挑选了一些元件，设计了一个电路，重新测量这段电线(用Rx表示)的电阻。 A．电源E(电动势为3.0 V，内阻不计) B．电压表V1(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ) C．电压表V2(量程为0～15.0 V，内阻约为6 kΩ) D．电流表A1(量程为0～0.6 A，内阻约为1 Ω) E．电流表A2(量程为0～3.0 A，内阻约为0.1 Ω) F．滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω，允许通过的最大电流为2.0 A) G．滑动变阻器R2(最大阻值为1 kΩ，允许通过的最大电流为1.0 A) H．开关S一个，导线若干 (1)如图所示是该实验小组用螺旋测微器对铜芯电线直径D的某次测量，其读数是 mm。 (2)实验时电压表应选用　　，电流表应选用　　，滑动变阻器应选用　　。(只填代号) (3)某次测量时，电压表示数为U，电流表示数为I，则该铜芯电线的电阻率的表达式ρ＝ 。 7．用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ，某同学所用实验电路如图甲所示，给定电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、待测电阻及导线若干。 (1)待测电阻是一均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形)，用直尺测量其长度，用螺旋测微器测量其直径，结果分别如图乙、丙所示，由图可知其长度为 cm，直径为 mm。 (2)对照电路的实物连接在虚线框中画出正确的电路图。 (3)图中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，请作出U­I图线。 (4)求出的电阻值R＝ Ω(保留三位有效数字)。 (5)以上测得的物理量分别是金属丝两端的电压U、流过的电流I、直径D、长度L，写出电阻率的表达式ρ＝ 。 8.一探究小组要测量2B铅笔芯的电阻率，所用的实验器材有：电源E(9 V)，铅笔芯(最大阻值约6 Ω)，滑动变阻器(最大阻值20 Ω)，电流表A(量程为0～0.3 A，内阻约为0.5 Ω)，电压表V(量程为0～3 V，内阻约为1 000 Ω)，开关S。 (1)将虚线框内测量铅笔芯电阻的实验电路图补充完整； (2)实验中，改变连入电路的铅笔芯长度L，测出对应的电阻值R，测得的5组实验数据已描点在如图甲所示的R­L坐标系中，请画出R­L图线； (3)用螺旋测微器测量铅笔芯的直径。如图乙所示，其读数为 mm； (4)根据画出的R­L图线及测得的铅笔芯的直径，可求得铅笔芯的电阻率为Ω·m(保留三位有效数字)。 9．有一根细长而均匀的金属管线样品，长约60 cm，电阻大约为10 Ω，横截面如图所示。 (1)现有如下器材： A．电流表(量程0～0.6 A，内阻约0.1 Ω) B．电流表(量程0～3 A，内阻约0.03 Ω) C．电压表(量程0～3 V，内阻约3 kΩ) D．滑动变阻器(最大阻值为1 750 Ω，允许通过的最大电流为0.3 A) E．滑动变阻器(最大阻值为5 Ω，允许通过的最大电流为3 A) F．蓄电池(6 V，内阻很小) 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) (2)已知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，金属管线的长度为L，外径为d，则中空部分横截面积的表达式为S＝ 。 10．某小组测量一段电阻丝的电阻率，先用欧姆表测出其阻值约为200 Ω，为了较准确地测量，选用以下仪器：电源(20 V，内阻可不计)、滑动变阻器(阻值为0～20 Ω)、电流表(0～100 mA，内阻约5 Ω)、电压表(0～15 V，内阻约30 kΩ)、开关和导线若干。 (1)用图甲中的螺旋测微器测量直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动________，当测微螺杆快靠近物体时，再旋动________，直到听见“喀喀”的声音，再扳动________并读数。上述操作选择的部位依次是________； A．a、b、c　　　B．b、c、a　　　C．c、b、a 测量结果如图乙所示，直径d＝________ mm； (2)请将电路实物连线补充完整； (3)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端(选填“a”或“b”)；用刻度尺测量电阻丝的长度l，某次实验电压表的示数为U，电流表的示数为I，用实验测量的物理量l、d、U、I表示电阻率，则表达式为ρ＝________； (4)不考虑偶然误差，通过该实验测得的电阻率________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 11．(2026·浙江省嘉兴市高三上一模)某兴趣小组对“2B”“2H”两种不同型号的笔芯电阻率进行测量，设计了如图1所示电路(电压表右端尚未接入电路)。实验器材有：电源E(0～6 V)，滑动变阻器R(0～10 Ω，额定电流2 A)，电压表(3 V，内阻3 kΩ)，电流表(3 A，内阻未知)，待测笔芯Rx(“2B”“2H”两种型号)，螺旋测微器，开关、导线若干。 (1)使用螺旋测微器测量笔芯直径，某次测量如图2所示，该读数为________ mm。 (2)调节滑动变阻器滑片到合适位置，闭合开关S，电压表右端先后连接“1”“2”端点后，观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显，则测量笔芯电阻时电压表右端应连接________(选填“1”或“2”)点。 (3)实验室选用的两种笔芯长度和直径均相同，正确连接电路后，测得两种型号笔芯的I­U图像如图3所示，则“2B”型号笔芯的电阻R2B＝________(结果保留三位有效数字)；“2B”笔芯的导电性能________(选填“优于”或“劣于”)“2H”笔芯。 参考答案: 1.答案:BC 解析　由于采用的金属丝长度较大，故不能使用螺旋测微器测金属丝的长度，故A错误；为了减小误差，应测量金属丝连入电路的有效长度三次，求平均值，而不是全长，故B正确；金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，故不能长时间通电，也不能使电流过大，故C正确；为了保护电路，开关闭合前应让滑动变阻器接入电路的阻值最大，以使电流表、电压表由小到大变化，故D错误。 2.答案:导线连接在滑动变阻器的滑片上。 3.答案:(2)2.20 V，0.46 A　30.50(30.48～30.52均可) cm， 0.200(0.198～0.202均可) mm。 (3)4.9×10－7_Ω·m 解析　(1)由于电源的电压为6 V，所以电压表应选0～3 V 量程，由I＝＝ A＝0.6 A，可知电流表应选0～0.6 A量程，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；由于金属丝的电阻要比滑动变阻器的最大阻值要小，所以滑动变阻器采用分流式接法，实物连线图如图所示。 (2)电压表的量程是0～3 V，所以读数为2.20 V；电流表的量程是0～0.6 A，所以读数为0.46 A；金属丝的长度为40.50 cm－10.00 cm＝30.50 cm；螺旋测微器的读数为0.200 mm。 (3)由电阻定律得ρ＝＝＝＝4.9×10－7 Ω·m。 4.答案:(1)0.397(0.395～0.399均正确) (3) (4) 4.5(4.3～4.7均正确) (5)C (6)CD 解析　(1)螺旋测微器的固定刻度读数为0， 可动刻度读数为39.7×0.01 mm＝0.397 mm， 所测长度为0＋0.397 mm＝0.397 mm。 (3)实物图如答案图所示。 (4)描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大，故舍去，然后画出U­I图线。由图像可知，金属丝的阻值Rx＝ Ω≈4.5 Ω。 (5)根据电阻的决定式Rx＝ρ，得ρ＝Rx，代入数据可计算出ρ＝1×10－6 Ω·m，故选C。 (6)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；由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，是不可避免的，故B错误；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；用U­I图像处理数据求金属丝电阻，可以减小偶然误差，故D正确。 5.答案:(1)0.870 mm (2)R2 (3) 解析　(1)螺旋测微器读数为d＝0.5 mm＋37.0×0.01 mm＝0.870 mm。 (2)由电压表量程可知，加在ab上的电压最大为3 V，故电路中最大电流约为I＝≈0.3 A，故总电阻最小为Rmin＝≈40 Ω，故保护电阻应该选择R2。 (3)电压表示数为U＝IRx＝·Rx，而Rx＝·Rab，则有U＝·，故U­x图像的斜率k＝，又Rab＝ρ，解得ρ＝。 6.答案:(1) 0.700 mm (2)B D F (3) 解析　(1)由题图螺旋测微器可知，固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为20.0×0.01 mm＝0.200 mm，故螺旋测微器的读数为0.5 mm＋0.200 mm＝0.700 mm。 (2)电源电动势为3.0 V，电压表应选用V1(量程为0～3.0 V，内阻约为2 kΩ)，即应选用B；通过铜芯电线的最大电流约为Im＝＝0.6 A，为准确测量，应选用量程为0～0.6 A的电流表，即应选用D；为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，则应选用F。 (3)铜芯电线的电阻Rx＝＝＝，则该铜芯电线的电阻率ρ＝。 7.答案:(1) 59.40 cm，0.435 mm。(2)如图1所示 (3)如图2所示 (4) 6.10(6.00～6.20均可 (5) 解析　(1)由题图甲可知，刻度尺的分度值是1 mm，金属丝的长度是59.40 cm；由题图乙可知，螺旋测微器的示数是0 mm＋43.5×0.01 mm＝0.435 mm。 (2)由实物图可知，电源、开关、电流表、待测电阻、滑动变阻器串联，电压表并联在待测电阻两端，根据实物图画出电路图，如答案图1所示。 (3)描点法作图，U­I图像如答案图2所示。 (4)由U­I图像可得，金属丝电阻R＝＝6.10 Ω。 (5)金属丝的横截面积S＝πr2＝π2，且R＝ρ， 所以金属丝的电阻率ρ＝＝＝。 8.答案:(3) 1.200 mm (4) 3.77×10－5 Ω·m 解析　(1)由于给出的滑动变阻器最大阻值只有20 Ω，全部接入时，电路中电流仍超过电流表量程，所以滑动变阻器应采用分压式接法。电路图如图所示。 (2)根据描点法作出图像，如图所示。 (3)螺旋测微器的读数为 1 mm＋20.0×0.01 mm＝1.200 mm。 (4)由电阻定律得R＝ρ＝ρ R－L图线的斜率k＝ 解得ρ＝3.77×10－5 Ω·m。 9.答案:(1) A E (2)－ 解析　(1)电路中的最大电流I＝＝ A＝0.6 A 从准确的角度确定电流表的量程选择0～0.6 A即可，滑动变阻器采用分压式接法时一般选最大阻值较小的E。 (2)根据欧姆定律和电阻定律有R＝ 所以中空部分横截面积S＝－。 10.答案：(1)B　2．960　(2)图见解析　(3)a　　(4)小于 解析：(1)用图甲中的螺旋测微器测量电阻丝直径时，将电阻丝放在测砧与测微螺杆之间，先旋动旋钮b，当测微螺杆快靠近物体时，再旋动微调旋钮c，直到听见“喀喀”的声音，再扳动锁紧装置a并读数，故选B。螺旋测微器上的读数为d＝2．5 mm＋46．0×0．01 mm＝2．960 mm。 (2)由于滑动变阻器的阻值比所测电阻的阻值小得多，所以滑动变阻器用分压式接法；根据Rx<，所以电流表采用外接法，故补充完整的实物电路如图所示。 (3)为保护分压电路中的电表，闭合开关前分压电路两端电压应为0，则滑动变阻器的滑片应置于a端，根据电阻定律有R＝ρ，根据欧姆定律有R＝，其中S＝π，联立可得ρ＝。 (4)本实验电流表采用的是外接法，因电压表分流，电流表的示数大于电阻丝中电流的真实值，由ρ＝可知，所测电阻率小于真实值。 11.答案：(1)2．290　(2)1　(3)1．96　优于 解析：(1)螺旋测微器的读数为2 mm＋29．0×0．01 mm＝2．290 mm。 (2)电压表示数变化比电流表示数变化更明显，说明电流表分压对实验的影响较大，为减小误差，电压表右端应连接1点。 (3)由图3可得电阻R2B＝＝ Ω≈1．96 Ω；I­U图像的斜率的倒数等于电阻，由图3可知“2B”笔芯对应的图线斜率大，电阻小，又两笔芯的长度和直径均相同，由电阻定律可得，“2B”笔芯的电阻率小，即“2B”笔芯的导电性能优于“2H”笔芯。 学科网（北京）股份有限公司 $