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

实验：导体电阻率的测量 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某同学对一阻值约为的金属丝的电阻率进行了测定，实验室提供的器材有：电压表V（量程0~3 V，内阻约）电流表（量程0-60 mA，内阻约）滑动变阻器R（）电源E（输出电压恒为3.0 V）、开关和导线若干，为使通过待测金属丝的电流能从0开始变化，实验电路应选用（     ） A． B． C． D． 二、实验题 2．如图甲、乙、丙和丁分别是用游标卡尺和螺旋测微器测量长度，图甲读数为__________cm，图乙读数为________ mm，图丙读数为________ mm，图丁读数为________mm。 3．在实验课堂上，老师给同学们一种圆形截面的2B铅笔芯，要求同学们用螺旋测微器和游标卡尺来测量铅笔芯的直径和长度。 (1)分别使用游标卡尺测量其长度，螺旋测微器测量其直径，测量结果如图甲所示，则铅笔芯的长度为________mm，直径为________mm。 (2)若螺旋测微器由于损坏而不能使用，使用游标卡尺将10根铅笔芯并列进行测量，读数如图乙，则铅笔芯直径为________mm。 (3)游标卡尺测量的铅笔芯直径与螺旋测微器所测量的直径不同，原因可能是_____________________________________________________________________ （答出一条，合理即可）。 4．某同学准备测量某优良导体材料制作的笔芯的电阻率，使用多用电表测得该笔芯的电阻阻值约为5 Ω。实验室有以下器材可供选择： A．电池组（3 V）、开关、导线若干 B．电流表（0~0.6 A，内阻约为0.5 Ω） C．电流表（0~3 A，内阻约为0.1 Ω） D．电压表（0~3 V，内阻约为3 kΩ） E.电压表（0~15 V，内阻约为15 kΩ） F.滑动变阻器（0~2 Ω，额定电流2 A） 实验步骤如下： （1）用刻度尺测量笔芯的有效长度。重复测量三次，测得有效长度平均值。 （2）如图甲所示，用螺旋测微器测量笔芯的直径________mm。 （3）为了提高实验的精确度，要求测量电压数据从零开始测量。实验中电流表应选择________，电压表应选择________。（填器材前字母序号） （4）为减少实验误差，请你替该同学完成电路连接。在图中用笔画线代替导线，完成实物图连接________。 （5）调节滑动变阻器的阻值，记录下多组电压表和电流表的示数，通过绘制图像求得待测笔芯有效长度下的电阻为。根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为________（填选项前的符号）。 A．    B．    C．    D． 5．实验：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系。 （1）实验电路如下图所示。a、b、c、d是四条不同的金属导体。在材料、长度、横截面积方面，其中a、b、c材料相同，a、c、d长度相同，a、b、d横截面积相同。 （2）实验原理：a、b、c、d串联接入电路，通过它们的电流相同，电压与导体的电阻成________，因此测量电阻之比就转化为相应的电压之比。 （3）实验方法：________________。 （4）数据处理：根据测得的多组数据，比较________与________的电压，分析导体电阻与横截面积的关系；比较________与________的电压，分析导体电阻与材料的关系。 6．某同学欲测量一阻值大约为10，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择： A．电源E（电动势为6.0V） B．电压表（量程为0~6V，内阻约为8） C．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.2） D．电流表（量程3A，内阻约0.05） E.滑动变阻器（最大阻值5，额定电流2A） (1)用游标卡尺测得该材料的长度L如图所示，读数L＝________mm；用螺旋测微器测得该材料的直径D如图所示，读数D＝________mm。 (2)测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用________（填所选仪器前的字母符号），选择合适的实验器材，在图方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上________。 (3)设测得导电材料的电阻为R，导电材料的长度为L，导电材料的直径为D，求得导电材料的电阻率为________（用R、L、D三个物理量表述）。 7．某同学想用伏安法测量阻值约为5Ω的均匀金属圆柱体的电阻率。实验室中供选择的器材如下： A．直流电源（输出电压恒为3V）； B．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为0.1Ω）； C．电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）； D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）； E．螺旋测微器、游标卡尺、开关、导线等。 (1)用游标卡尺、螺旋测微器分别测圆柱体的长度L、直径d，测量结果分别如图甲、乙所示，则__________，__________。 (2)若实验测得圆柱体的电阻为R，则该圆柱体的电阻率为__________（用、d、L、R表示）。 8．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为，先用螺旋测微器测量金属丝直径，再用游标卡尺测量金属丝的长度，然后用伏安法测出金属丝的电阻，最后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。 (1)由图读得某一次测量金属丝的直径为________。 (2)实验室提供的器材有： A．电压表（量程，内阻约） B．电压表（量程，内阻约） C．电流表（量程，内阻约） D．电流表（量程，内阻约） E．滑动变阻器（） F．滑动变阻器（） G．电源（输出电压恒为）、开关和导线若干选择合适器材实验，应选择电流表________，滑动变阻器________。（填器材前的字母） (3)要求电压能从0开始调节并能较准确地测出金属丝的阻值，实验电路应选用图中的________。 A． B． C． D． 9．某同学通过实验测定一个阻值约为 5 Ω 的电阻的阻值。 (1)现有电源（4 V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50 Ω，额定电流 2 A）、开关和导线若干，以及下列电表： A．电流表（0～3 A，内阻约 0.025 Ω） B．电流表（0～0.6 A，内阻约 0.125 Ω） C．电压表（0～3 V，内阻约 3 kΩ） D．电压表（0～15 V，内阻约 15 kΩ） 为减小测量误差，电流表应选用 ______，电压表应选用 ______（选填器材前的字母）；实验电路应采用图中的 ______（选填“甲”或“乙”）。 (2)若在（1）中选用甲电路，产生误差的主要原因是 ______；若选用乙电路，产生误差的主要原因是 ______。（选填下列选项前的字母） A．电流表测量值小于流经的电流值　B．电流表测量值大于流经的电流值 C．电压表测量值小于两端的电压值　D．电压表测量值大于两端的电压值 (3)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片 P 从一端滑向另一端，随滑片移动距离 x 的增加，被测电阻两端的电压 U 也随之增加，则 U–x 关系图像大致为 ______。（选填“A”“B”或“C”） A． B． C． 10．待测电阻约为，实验室备有下列实验器材： 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）； E.滑动变阻器（ ）； F.滑动变阻器（ ）； G.电池组（输出电压恒为）； H.开关S，导线若干。 (1)为减小实验误差，应选用的实验器材有_______（填器材前面的序号）。 (2)为减小实验误差，应选用如图中_______（选填“甲”或“乙”）为该实验的电路原理图。 (3)用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图丙所示，则金属丝的直径为_______mm，电压表示数为___________V，电流表示数为________A。 11．某学习小组测量滑动变阻器的金属丝电阻率，所用实验器材如下： A．多用电表10mA电流挡（内阻RA=57.0Ω） B．直流电压表0~3V（内阻未知） C．待测的滑动变阻器R1（全电阻阻值R1未知） D．滑动变阻器R2（全电阻阻值R2≈10Ω） E．干电池两节 F．游标卡尺 G．开关、导线若干 (1)测量R1的全电阻时，部分电路连接如图1，还需将P连接到接线柱________________（选填“a”“b”）。在开关闭合前，应将滑动变阻器R2的滑片移至最________________侧（选填“左”“右”）。 (2)测得多组电压、电流值，并绘制了图像如图2，求得R1为________________Ω（保留3位有效数字）。 (3)如图3，用刻度尺测得滑动变阻器绕线部分的长度L、数出绕线部分总匝数n匝；用游标卡尺测量滑动变阻器陶瓷管的直径d，正确操作后，游标卡尺的示数如图4，则直径d=________________cm。该滑动变阻器金属丝电阻率表达式ρ=________________（用R1、L、n、d表示）。 12．某实验小组设计了一个测定河水电阻率的实验。在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和金属电极，如图1所示，两电极相距L=0.628 m，其间注满待测的河水。实验前他们用如图2所示的游标卡尺测量玻璃管的内径。 实验小组还选用了以下器材：电压表V（量程15 V，内阻约为300 kΩ），电流表μA（量程300 μA、内阻约为500 Ω），滑动变阻器（最大阻值1 kΩ），电源（电动势E=12 V，内阻约为2 Ω），开关、导线若干。 实验小组将测得的电压U、电流I数据标记在图4坐标图中并画出U-I图线，请根据以上材料完成以下问题： （1）测量玻璃管内径时，应使用图2所示游标卡尺中的A、B中的______与玻璃管内壁接触（填代号）。 （2）测得玻璃管的内径d=36.40 mm。 （3）图3中的实验器材部分已连线，用笔画线代替导线将电路补充完整______，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应先滑至______端（选填“a”或“b”），考虑电表内阻对实验的影响，水柱电阻的测量值______真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 （4）根据实验数据可计算得到河水的电阻率ρ=______Ω·m（结果保留两位有效数字）。 13．某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中。 (1)下列操作正确的是__________。 A．用刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中 B．用螺旋测微器在金属丝的三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值 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 (2)实验小组在正确操作中获得电流表、电压表的读数如图所示，则它们的读数依次是__________A，__________V。 (3)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10，电流表内阻约为几欧，电压表内阻约，电源为干电池（不宜在长时间、大功率情况下使用），电源电动势E=4.5V，内阻较小，则以下电路图中，__________（选填字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路，测量出的金属丝电阻仍然会比真实值偏__________（选填“大”或“小”）。 (4)若已知实验所用的电流表内阻的准确值为RA，那么测量金属丝Rx电阻的最佳电路应是如图中的__________（选填字母代号）电路，此时测得电流表示数为I、电压表示数为U，则金属丝的电阻Rx=__________（用题中字母代号表示）。 14．某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率，已知该圆柱体的电阻只有几欧姆。 (1)用螺旋测微器测圆柱体的直径，结果如图甲所示，则圆柱体的直径为__________mm；用游标卡尺测圆柱体的长度，结果如图乙所示，则圆柱体的长度为__________。 (2)为了减小实验误差，需进一步测圆柱体的电阻，除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下： A．电压表V1（量程为，内阻约为）； B．电压表V2（量程为，内阻约为）； C．电流表A1（量程为，内阻约为）； D．电流表A2（量程为，内阻约为）； E．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）； F．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）； G．的干电池两节，内阻不计； H．开关和导线若干。 为了测得多组实验数据，实验采用如图丙所示电路，则电压表应选__________；电流表应选__________；滑动变阻器应选__________。（均填写器材前对应的字母） (3)若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端之间的电压为，圆柱体的直径和长度分别用、表示，则用、、、表示的电阻率的关系式为__________。 15．某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝（阻值约为5Ω）的电阻率，器材如下：电源（电动势为3.0V，内阻不计），电流表（量程0~0.6A，内阻为0.4Ω），电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ），滑动变阻器（5Ω，1A），毫米刻度尺，开关和导线若干。 (1)用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度，再用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图甲所示，金属丝直径的测量值__________。 (2)同学们采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻。为了测量准确，电压表活动接线端应连接__________（选填“M”或“N”）点。闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应处在最__________（选填“左端”或“右端”）。 (3)实验小组在实验过程中，将电压表的活动接线端分别接在M、N两处，分别改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两组两电表的读数，作出如图丙所示的两个图线①、②。实验小组也不知道图线①、②对应的接法，请你选择（2）中接法对应的图线是__________（选填“①”或“②”），测得金属丝的电阻__________（结果保留两位有效数字），电阻率的表达式__________（用、、及必要的常数表示）。 试卷第4页（共5页） 试卷第5页（共5页） 学科网（北京）股份有限公司 《实验：导体电阻率的测量》参考答案 题号 1 答案 C 1．C 【详解】AC．两图均采用分压接法，滑片调至金属丝两端电势相同时，金属丝电流为零。设金属丝电阻为，电压表和电流表的内阻分别为和。图A为电流表外接，电压表电流与金属丝电流之比为 图C为电流表内接，电流表与金属丝两端电压之比为 图C的测量误差较小，故A错误，C正确； BD．两图均采用限流接法，即使滑动变阻器接入最大阻值，金属丝仍与电源组成闭合回路且总电阻有限，电流不能调至零，故BD错误。 故选C。 2． 4.120 0.990 1.510 17.00 【详解】[1]图甲中游标卡尺的精度为0.02mm，主尺读数为4.1cm，游标尺读数为 故读数为 [2]图乙螺旋测微器的固定刻度读数为0.5mm，精确度为0.01mm，旋转刻度为 所以读数为 [3]图丙螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，精确度为0.01mm，旋转刻度为 所以读数为 [4]图丁中游标卡尺的精度为0.02mm，即游标尺的一格长度为 根据减法读数原理对齐主尺刻度值减游标尺刻度值，故读数为 3．(1) (2) (3)不同铅笔芯自身直径存在微小差异或两种测量仪器精度不同引起的误差 【详解】（1）[1]由图甲可知，游标卡尺的分度值为，主尺读数为，游标尺第1条刻度线和主尺刻度对齐，所以铅笔芯的长度为 [2]由图甲可知，螺旋测微器分度值为，固定刻度读数为，可动刻度读数为 则铅笔芯的直径为 （2）由图乙可知，游标卡尺的分度值为，主尺读数为，游标尺第10条刻度线和主尺刻度对齐，所以10根铅笔芯的直径总长为 则每根铅笔芯的直径为 （3）原因可能是：不同铅笔芯自身直径存在微小差异或两种测量仪器精度不同引起的误差等。 4． 1.974/1.975/1.976 B D A 【详解】（1）[1]固定刻度读数为，旋转刻度在47和48格之间，每分度为，所以 因此空估读为1.974~1.976均可。 [2]若选B，闭合电路的最小总电阻至少为，最大电流为 B的量程能使读数接近满量程，测量更精确。 故选B。 [3]C量程过大，读数利用率低。待测笔芯两端电压不超过电源电压，故电压表选D的量程。 故选D。 [4]要求电压从零开始，因此滑动变阻器必须采用分压式接法；待测电阻，远小于电压表内阻，属于小电阻，因此电流表采用外接法。电路图如图所示 [5]待测笔芯可视为均匀圆柱体，横截面积为 由电阻率关系 所以 代入，和，横截面积为 电阻率为 其数量级约为 故选A。 5． 正比 控制变量法 【详解】【小题1】（2）[1]根据欧姆定律，当串联电路中电流处处相同时，导体两端的电压和自身电阻成正比，因此可以将电阻的比值测量转化为更易操作的电压比值测量。 （3）[2]导体电阻由长度、横截面积、材料三个变量共同影响，研究其中一个变量对电阻的影响时，需要控制其余两个变量保持不变，该实验方法为控制变量法。 （4）[3][4]探究电阻与横截面积的关系时，需要控制材料、长度相同，仅横截面积不同，题干给出、材料相同、长度相同，仅横截面积不同，因此选、对比； [5][6]探究电阻与材料的关系时，需要控制长度、横截面积相同，仅材料不同，题干给出、长度相同、横截面积相同，仅材料不同，因此选、对比。 6．(1) 60.20 0.731 (2) C (3) 【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为 [2]螺旋测微器的读数为 （2）[1]待测电阻的最大电流 因此电流表选C； [2] 滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示 （3）根据电阻定律得 解得 7．(1) 5.3 2.129/2.130/2.131 (2) 【详解】（1）[1]圆柱体的长度 [2]直径（合理误差范围内2.129mm~2.131mm均可） （2）由及 解得 8．(1)1.742/1.743/1.744/1.745/1.746 (2) C E (3)A 【详解】（1）螺旋测微器固定刻度读数为，可动刻度读数为（24.2～24.6均可），则金属丝直径（1.742～1.746均可）。 （2）[1]电源电动势为，金属丝电阻约，电路最大电流约为，故电流表应选量程的，故选C。 [2]要求电压从开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，应选阻值较小的（），故选E。 （3）金属丝电阻约，远小于电压表内阻，为减小误差，电流表应采用外接法；要求电压从开始调节，滑动变阻器应采用分压接法。图A中滑动变阻器为分压接法，电流表外接，符合要求，故选A。 9．(1) B C 甲 (2) B D (3)A 【详解】（1）[1][2]电源电动势 4 V，15 V 的电压表量程太大、读数误差大，故电压表选C；电压表满偏时电路最大电流约，故电流表选B。 [3]因 约为5 Ω，而电压表内阻3 kΩ、电流表内阻约为0.125 Ω，，应采用电流表外接法，即甲电路。 （2）[1]甲电路（外接法）中，电压表的分流使电流表测量值大于流经的电流。 故选B。 [2]乙电路（内接法）中，电流表的分压使电压表测量值大于两端电压。 故选D。 （3）滑动变阻器接入阻值随 x 增大而减小（滑片由右向左），两端电压 U 增大，且增大得越来越快，U–x 图像应为向上弯曲的曲线。 故选A。 10．(1) (2)乙 (3) 【详解】（1）电源电动势是3V，电压表应选A；通过待测电阻的最大电流约为电流表应选择D； 为方便实验操作，滑动变阻器应选择E，此外实验还需要电源与开关、导线，故需要的实验器材为：ADEGH。 （2）由题意可知： ， 因为，所以电流表应采用外接法，由此可知，应选择图乙所示电路图。 （3）[1] [2] [3] 螺旋测微器可动刻度分度值为，由图示螺旋测微器可知，其示数为 电压表量程为3V，由图示表盘可知，其分度值为，示数： 电流表量程为，由图示表盘可知，其分度值为，示数为： 11．(1) b 左 (2)203 (3) 6.02 【详解】（1）[1]本实验用多用电表的10mA电流挡（已知内阻）作为电流表使用，为了让电压表同时测量待测电阻和电流表的总电压，消除电流表分压的系统误差，需要将P接b。 [2]开关闭合前将滑片移到最左侧，保护电路元件。 （2）根据 可知图像斜率 由图2可知 联立解得 （3）[1]由图4可知 [2]金属丝总长度为，金属丝横截面积 因为 根据 解得 12． A a 大于 1.7×102 【详解】[1]因A为内测量爪，故游标卡尺中的A与玻璃管内壁接触； [2]因水柱电阻较大，故用电流表的内接法，且要待测电压从零开始变化，故用滑动变阻器的分压式接法，故实物连线图如下 [3]在滑动变阻器的分压式接法中，为了保护电路，闭合开关前，其分压部分的电阻应调到最小，故应先滑至端； [4]因用电流表的内接法故，而上面是测量值，故水柱电阻的测量值大于真实值； [5]由电阻定律 又 联立解得 13．(1)BC (2) 0.42 2.20 (3) A 小 (4) B 【详解】（1）A．用刻度尺测量金属丝接入电路的有效长度，而不是全长，A错误； B．螺旋测微器在金属丝的不同位置测直径，多次取平均，从而减小误差，B正确； C．电流过大、通电太久，金属丝发热升温，导致电阻率随温度发生变化，C正确； D．闭合开关前，滑动变阻器阻值应调到最大，从而保护电路，D错误。 故选BC。 （2）[1]电流表0~0.6A量程，分度值0.02A，读数 [2]电压表0~3V量程，分度值0.1V，读数 （3）[1]滑动变阻器最大阻值，和待测金属丝阻值接近，选限流接法；，满足，电流表外接法，故选A。 [2]外接法误差来源：电压表分流。电流表读数I大于真实电流。根据，则测量值比真实值偏小。 （4）[1]若已知实验所用的电流表内阻的准确值为RA，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，即B电路。 [2]电压表测与总电压， 变形得 14．(1) 1.845（ (2) A C E (3) 【详解】（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为 [2]由图示游标卡尺可知，游标尺是分度的，游标尺精度是，其示数为 （2）[1][2][3]两节干电池电动势为3V，电压表应选择A；滑动变阻器采用的是分压式接法，分压式接法优先选总阻值和待测电阻接近的小阻值滑动变阻器，故选E；电源总电压为两节干电池共3V，待测电阻几欧姆，结合滑动变阻器E的0.6A额定电流限制，电路的最大安全电流不能超过0.6A，因此选量程0~0.6A的电流表C。 （3）圆柱体电阻 由电阻定律得 可得电阻率 15．(1)1.650 (2) 左端 (3) ① 4.8 【详解】（1）金属丝的直径 （2）[1]由于电流表的内阻已知，为减小误差，采用电流表内接法，则应该将活动接线端接N点。 [2]图乙滑动变阻器是分压式接法，闭合开关前，要使待测支路电压从零开始，滑片放到左端，此时待测支路电压为0，保护电路。 （3）[1]相同的电流，电流表内接时测量电压大，则（2）中接法对应的图线是①。 [2]测得金属丝的电阻 [3]根据，得 答案第4页（共4页） 答案第3页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 $