周周练8 以测电阻为核心的电学实验-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 以测电阻为核心，系统整合伏安法、多用电表、电阻率测量等实验，通过仪器选择、电路设计、误差分析构建完整方法体系，体现科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |伏安法测电阻|4道（题1、2、5、6）|电表量程选择、内外接判断、分压/限流接法|从基础伏安法到复杂电路纠错，构建“仪器-电路-数据”逻辑链| |多用电表与欧姆表|2道（题3、10）|欧姆调零、刻度计算、挡位选择|结合闭合电路欧姆定律，实现从粗测到改装的原理深化| |电阻率测量|4道（题4、7、8、9）|螺旋测微器使用、图像法处理数据|融合电阻定律与实验操作，形成“测量-计算-误差分析”完整探究流程|

周周练8 以测电阻为核心的电学实验 满分：70分 时间：60分钟 一、实验题 1、（4分）某同学现要测定一金属丝的电阻，他进行了以下实验： （1）先用多用电表粗测该金属丝的电阻，将选择开关拨到“×1”挡，多用电表指针如图甲所示，则金属丝阻值R＝________Ω。 （2）接着他用伏安法来测该金属丝的电阻，某次实验中电流表、电压表的读数分别如图乙、丙所示，其中所用电流表、电压表量程分别为0~3 A、0~15 V，则通过金属丝的电流I＝________A，金属丝两端的电压U＝________V，则用伏安法测得金属丝的阻值为________Ω（结果保留一位小数）。 2、（7分）某同学想要描绘标有“3.8 V　0.3 A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线，要求实验尽量准确。可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外，还有： 电压表V，量程0~5 V，内阻约5 kΩ 电流表A1，量程0~500 mA，内阻约0.5 Ω 电流表A2，量程0~100 mA，内阻约4 Ω 滑动变阻器R1，最大阻值10 Ω，额定电流2.0 A 滑动变阻器R2，最大阻值100 Ω，额定电流1.0 A 直流电源E，电动势约6 V，内阻可忽略不计 （1）上述器材中，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________（填写所选器材的字母符号）。 （2）该同学正确选择仪器后连接了图甲所示的电路，为保证实验顺利进行，并使误差尽量小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的两项问题：①________________；②____________________。 （3）该同学校正电路后，经过正确的实验操作和数据记录，描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由此推断小灯泡的电阻值随工作电压的增大而___________（选填“增大”或“减小”或“不变”） （4）（2分）该同学完成实验后又进行了以下探究：把两只这样的小灯泡并联，直接接在电动势为4 V、内阻为8 Ω的电源上组成闭合回路。请你根据上述信息估算此时一只小灯泡的功率约为___________ W（结果保留2位有效数字）。 3、（8分）某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R0（阻值14 kΩ），滑动变阻器R1（最大阻值1 500 Ω），滑动变阻器R2（最大阻值500 Ω），电阻箱（0~99 999.9 Ω），干电池（E＝1.5 V，r＝1.5 Ω），红、黑表笔和导线若干。 （1）欧姆表设计 将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________（选填“R1”或“R2”）。 （2）刻度欧姆表表盘 通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________、________。 （3）校准 红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为________Ω。 4、（8分）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1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，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2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3实物电路中的正确位置。 （4）为测量Rx，利用图2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U1­I1关系图像如图4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，在方格纸上作出U2­I2图像。 （5）由此可求得电阻丝的Rx＝________ Ω。再根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。 5、（5分）某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx，所用电压表的内阻为1 kΩ，电流表内阻为0.5 Ω，该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的O、P两点之间，另一种是跨接在O、Q两点之间。测量得到如图（b）所示的两条U­I图线，其中U与I分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题： （1）图（b）中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________（选填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。 （2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留一位小数）。 （3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留一位小数）。 6、（6分）某实验兴趣小组为了较为精确地测量某一定值电阻的阻值，现准备了以下器材： A.待测电阻Rx（约为20 Ω） B.电压表V（量程0~15 V，内阻约为5 kΩ） C.电流表A（量程0~10 mA，内阻约为10 Ω） D.滑动变阻器R1（0~10 Ω） E.滑动变阻器R2（0~200 Ω） F.电源（电动势E＝1.5 V，内阻约为0.5 Ω） G.单刀单掷开关两个，导线若干 （1）为减小测量误差，实验电路应采用图中的________（选填“甲”或“乙”）； （2）滑动变阻器应选用________（选填“R1”或“R2”）； （3）用已知量和测量的量表示Rx的表达式Rx＝____________，说明式中各字母所表示的物理量含义：________________； （4）用选定的电路测Rx的阻值，测量值和真实值的关系R测________（选填“大于”“等于”或“小于”）R真（只考虑系统误差）。 7、（9分）实验室有一捆规格为“100 m，0.5 mm2”的铜导线，已经用去了一部分，一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻。 （1）他查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m。他可以用公式　　　计算出整捆导线的电阻为　　　Ω；  （2）他从实验室借来如下器材，想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻∶ 电流表∶量程0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω； 电压表∶量程0~3 V，内阻约9 kΩ； 滑动变阻器R1∶最大阻值5 Ω； 滑动变阻器R2∶最大阻值200 Ω； 电源∶电动势4.5 V，内阻可不计； 开关、导线若干。 回答下列问题∶ ①请你用笔画线代替导线在图1中完成电路连线。要求用电流表外接法、滑动变阻器分压式接法。 图1 ②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选　　　（选填“R1”或“R2”），闭合开关前应将滑片移至　　　端（选填“a”或“b”）。  ③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上，如图2所示。在图2中由电流表外接法得到测量图线是　　　（选填“甲”或“乙”），你的判断依据是　　　　　　　　　　　。  图2 8、（10分）在“测量金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00 cm，用螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图1所示，再用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 图1 ①该电阻丝直径的测量值d=　　　　　 mm；  ②实验中能提供的器材有∶ A.电压表V1（量程0~3 V，内阻约3 kΩ） B.电压表V2（量程0~15 V，内阻约15 kΩ） C.电流表A1（量程0~3 A，内阻约0.01 Ω） D.电流表A2（量程0~0.6 A，内阻约0.1 Ω） E.滑动变阻器R1（0~20 Ω） F.滑动变阻器R2（0~500 Ω） G.电源E（电动势为3.0 V）及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择　　　　，电流表应选择　　　　，滑动变阻器应选择　　　　（选填各器材前的字母）。要求在通过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用图　　　　。  ③该同学建立U-I坐标系，如图2所示，图中已标出了与测量数据对应的五个坐标点，还有一次测量的电压表和电流表示数如图3所示，请根据测量数据将坐标点补全，并描绘出U-I图线。由图线数据可计算出金属丝的电阻为　　　　 Ω（保留两位有效数字）。设被测金属丝电阻为R，则该金属材料电阻率的表达式是　　　　（用题目给出的物理量符号表示）。  图2 图3 ④实验中使用的电流表内阻为RA，电压表内阻为RV，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图2U-I图像中图线斜率k与该金属材料的电阻率ρ的关系是k=　　　　　（用题目给出的物理量符号表示）。  9、（11分）在“测量金属的电阻率”实验中， 图1 （1）利用螺旋测微器测量合金丝的直径d。某次测量时，螺旋测微器的示数如图1所示，则该合金丝直径的测量值d=　　　mm。  （2）若测出合金丝长度为L，直径为d，电阻为R，则该合金电阻率的表达式ρ=　　　。（用上述字母和通用数学符号表示）  （3）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材∶ A.待测合金丝Rx（接入电路部分的阻值约5 Ω） B.电源（电动势4 V，内阻不计） C.电流表（0~3 A，内阻约0.01 Ω） D.电流表（0~0.6 A，内阻约0.2 Ω） E.灵敏电流计G（满偏电流Ig为200 μA，内阻rg为500 Ω） F.滑动变阻器（0~10 Ω，允许通过的最大电流1 A） G.滑动变阻器（0~100 Ω，允许通过的最大电流0.3 A） H.电阻箱R0（0~99 999.9 Ω） 为了测量准确、调节方便，实验中电流表应选　　　　，滑动变阻器应选　　　。（均填写仪器前的字母）  （4）按图2所示的电路图测量合金丝的电阻Rx，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于　　　端（选填“a”或“b”）。  （5）甲同学按照图2电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R0=14 500 Ω，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA的关系图线如图3所示。由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值Rx=　　　Ω（保留两位有效数字）。  图2 图3 （6）乙同学选择同样的器材，按图4所示电路测量合金丝的阻值Rx，保持电阻箱接入电路的阻值不变。在不损坏电表的前提下，他将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，灵敏电流计G的示数IG和电流表A的示数IA也随之增加，图5反映IG-x和IA-x关系的示意图中可能正确的是　　　。  图4 图5 10、（7分）实验室中常用指针式多用电表作为测量仪器。 (1)如图甲所示为多用电表原理示意图，虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表，下列说法正确的是________(选填选项前面的字母)。 A．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔 B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 D．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔 (2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。 ①若所选挡位为直流10 A挡，则示数为________A； ②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为________Ω。 (3)用表盘如图乙所示的多用电表正确测量了一个约为15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约为2 kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________。 A．将红表笔和黑表笔接触 B．把选择开关旋至“×100”位置 C．把选择开关旋至“×1 k”位置 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 (4)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx的关系，他们分别画出了如图所示的图像，其中可能正确的是________。(选填选项下面的字母) 参考答案 1、答案：（1）10　（2）0.82　9.5　11.6 解析：（1）根据多用电表的读数规则可知，金属丝阻值R＝10 Ω。 （2）电流表最小刻度为0.1 A，读数时需要估读到0.01 A，因此通过金属丝的电流I＝0.82 A；电压表最小刻度为0.5 V，读数时需要估读到0.1 V，金属丝两端电压U＝9.5 V，由欧姆定律知金属丝的阻值为11.6 Ω。 2、【答案】 A1 R1 电流表采用外接法 滑动变阻器采用分压接法 增大 0.19（0.17~0.21） 【详解】（1）[1][2]灯泡额定电流为0.3 A，故电流表应选择A1；由于本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法，因此滑动变阻器应选择总阻值较小的R1； （2）[3][4]由于灯泡内阻较小，为了减小实验误差，故只能采用电流表外接法，描绘小灯泡的伏安特性曲线，要求电压从零开始，必须采用分压式接法；该电路中电流表采用内接法以及限流式接法，故要改为电流表外接法和分压式接法。 （3）[5]I-U图像中图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，则可知，灯泡内阻随电压的增大而增大； （4）[6]设灯泡电压为U，电流为I，当两灯泡并联接在电源两端，由闭合电路欧姆定律可得 U=E-2Ir 代入数据可得 U=4-16I 在原伏安特性曲线图像中作函数 U=4-16I 的图线，交点代表每个灯泡两端的电压和流过每个灯泡的电流，如图所示： 则由图可知，灯泡两端的电压为1.00 V，通过的电流为0.19 A，则灯泡的功率 P=UI=1.00×0.19 W=0.19 W 3、答案：（1）图见解析　900　R1　（2）45　5 解析：（1）欧姆表的中值刻度为欧姆表的内阻，即r＋R0＋RA＋R＝15 kΩ，解得R＝900 Ω。由于滑动变阻器R2的最大阻值为500 Ω，所以滑动变阻器选R1，连线如图所示。 （2）根据闭合电路欧姆定律，得Ia＝和Ib＝，代入数据解得Ra＝45 kΩ，Rb＝5 kΩ。 （3）使用欧姆表测量电阻时，首先要进行电阻调零，此时应将红、黑表笔短接，调整滑动变阻器，使欧姆表指针指在0 kΩ上。 电阻箱的阻值为（0.1×0＋1×0＋10×0＋100×0＋1 000×5＋10 000×3）Ω＝35 000.0 Ω。 4、[答案]　（1）C　（2）不同　（3）如图甲所示　（4）如图乙所示 （5）23.5（23.0~24.0都算对） 解析：（1）旋转微调旋钮C。 （2）电阻丝的粗细不一定均匀，为减小测量误差，应在不同位置测直径，然后取平均值作为测量值。 （3）滑动变阻器采用分压式接入电路，注意线不能交叉。 （4）根据所给的5组数据在U­I图像中描点，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）由题意知，＝Rx＋RA＋R0，＝RA＋R0，由U1­I1图线的斜率可得Rx＋RA＋R0＝49.0 Ω，由作出的U2­I2图线的斜率可得RA＋R0＝25.5 Ω， 故Rx＝（49.0－25.5）Ω＝23.5 Ω。 5、答案：（1）O、P　（2）Ⅰ　50.5　（3）50.0 解析：（1）若通过Rx相同的电流值，由题图（b）知图线Ⅰ对应的电压值大，则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的。 （2）由题图（b）可得图线Ⅰ测得电阻阻值RⅠ＝ Ω＝50.5 Ω，图线Ⅱ测得电阻阻值RⅡ＝ Ω＝47.6 Ω，待测电阻阻值约为50 Ω，＝＝20，＝＝100，因＜，电流表采用内接法更接近待测电阻的真实值，电压表跨接在O、Q两点，测量结果为50.5 Ω。 （3）电压表跨接在O、Q间，测得的阻值为电阻与电流表内阻之和，则R＝RⅠ－RA＝（50.5－0.5）Ω＝50.0 Ω。 6、答案：（1）乙　（2）R2　（3）－　E为电源电动势，I1为开关S2闭合时电流表的示数，I2为开关S2断开时电流表的示数　（4）等于 解析：（1）如果用甲图测量，电压表的量程太大，当电流表达到满偏时，电压表几乎没动，误差太大，测量不准确；而乙图中通过电流表示数变化，求得回路电阻的变化就是待测电阻值，比较准确，故选乙。 （2）由于电源电动势为1.5 V，电流表量程0~10 mA，因此回路电阻不能小于150 Ω，只有滑动变阻器选R2，才能满足电阻的调整范围。 （3）闭合S1和S2，调节滑动变阻器使电流表有较大偏转，测得电流为I1；断开S2，只闭合S1，测得电流为I2，此时待测电阻的阻值Rx＝－。 其中，E为电源电动势，I1为开关S2闭合时电流表的示数，I2为开关S2断开时电流表的示数。 （4）在该实验中没有系统误差，各个值测量都是准确的，因此R测＝ R真。 7、答案　（1）R=ρ　3.4　（2）①图见解析　②R1　b　③乙　电流表外接时，测得的电阻值偏小 解析　（1）由公式R=ρ，代入数值得电阻阻值R=3.4 Ω； （2）①如图所示 ②由于用滑动变阻器采用分压式接法，所以从方便调节的角度考虑，滑动变阻器选最大阻值较小的R1；为保护电路中元件，闭合开关前，滑片应移至b端，使导线两端电压为零。 ③因为电流表外接时，测得的电流值偏大，由R=可知电阻值偏小，对应图线乙。 8、答案　①0.233（0.231~0.235）　②A　D　E　丁 ③如图所示　5.2（5.1~ 5.5）　ρ= ④ 解析　①固定刻度读数为0 mm，可动刻度读数为23.3×0.01 mm=0.233 mm。 ②电源电动势为3 V，电路中电流最大值约为I==0.6 A，所以选择电压表V1、电流表A2。为了便于调节，滑动变阻器选择R1。由于>，所以电流表采用外接法。 滑动变阻器采用限流式接法电源消耗功率小；电流表采用外接法能较准确地测出电阻丝的阻值，故实验电路选图丁。 ③由U-I图像斜率求出金属丝电阻，由ρ=R，S=得出ρ=。 ④k=，R=ρ，S=，代入得k=。 9、答案　（1）1.170（说明1.168~1.172之间均可得分） （2） （3）D　F　（4）b （5）4.5（说明∶4.3~4.7之间均可得分） （6）A 解析　（1）固定刻度读数为1 mm，可动刻度读数为17.0×0.01 mm，则螺旋测微器的读数为1 mm+17.0×0.01 mm=1.170 mm。 （2）因为R=ρ，S=π·（）2 所以ρ= （3）电流表所在电路中的最大电流约为I==0.8 A，所以电流表选D，滑动变阻器选F。 （4）闭合S前，要求测量电路的分压为零，故滑动变阻器的滑片P应置于b端。 （5）由题图2得IG×15 000 Ω=(IA-IG）Rx，即IG=IA，由题图3可知IG-IA图线的斜率k=，即，则Rx=4.5 Ω。 （6）在x较小时，随x的增大，灵敏电流计G和电流表A的示数变化不大；当x大到滑动变阻器分压部分的电阻大于Rx后，随x的增大，上述两电表的示数会迅速变大，只有A图呈现这样的变化，故选A。 10、[答案]　(1)CD　(2)①4.2　②1.9×103 　(3)BAD　(4)AC [解析]　(1)根据多用电表的构造原理可知，当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A错误；当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D正确。 (2)①若所选挡位为直流10 A挡，则示数为4.2 A； ②若所选挡位为电阻×100挡，则示数为19×100 Ω＝1.9×103 Ω。 (3)用表盘如题图所示的多用电表正确测量了一个约为15 Ω的电阻后，再继续测量一个阻值约为2 kΩ的电阻，在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，应该把选择开关旋至“×100”位置，将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，然后进行测量。 (4)某小组的同学发现欧姆表的表盘刻度不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx的关系，对欧姆表电路，利用闭合电路欧姆定律得I＝，可变换为＝(Rx＋R＋r)，如题图所示的图像，其中可能正确的是A、C。 学科网（北京）股份有限公司 $