2020届高三高考物理二轮复习实验专题强化训练：测量金属丝的电阻率

一、实验题

1. 难度：简单

在“测定金属的电阻率”的实验中，测定阻值约为3-6的金属丝的电阻率，实验中所用的电压表规格：量程0－3V、内阻；电流表规格：量程0－0.6A、内阻0.1；还有其他一些器材：

(1)用螺旋测微器测得金属丝的直径，如图乙所示，可知金属丝的直径d=______mm；

(2)需要通过实验直接测量的物理量有：____________________________________（写出名称和符号)电阻率的测量计算公式为______电流表、电压表的示数如图甲所示。可计算出金属丝的电阻为______。

2. 难度：中等

在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5，某同学先用刻度尺测量金属丝的长度l=50.00cm，用螺旋测微器测量金属丝直径时刻度位置如图所示，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。

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0～3V，内阻约3k）

B．电压表V₂（量程0～15V，内阻约15k）

C．电流表A₁（量程0～3A，内阻约0.01）

D．电流表A₂（量程0～0.6A，内阻约0.1）

E．滑动变阻器R₁（0～20）

F．滑动变阻器R₂（0～500）

G．电源E（电动势为3.0V）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）。要求在流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）。

④实验中使用的电流表内阻为R_A，电压表内阻为R_V，若考虑电流表和电压表内阻的影响，图U-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）。

3. 难度：中等

现有一合金制成的圆柱体.为测量该合金的电阻率,小黑同学现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图所示。

(1) 由图可读得圆柱体的直径为____mm,长度为____cm. 

(2) 若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=_____。

4. 难度：简单

为了测量一精密金属丝的电阻率：

Ⅰ．先用多用电表挡粗测其电阻为______Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______mm，游标卡尺测其长度是_____mm.

Ⅱ．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3V，内阻约为)

B．电压表(量程15V，内阻约为)

C．电流表 (量程3A，内阻约为)

D．电流表 (量程600mA，内阻约为)

E．滑动变阻器 (，0.6A)

F．滑动变阻器 (，0.1A)

G．输出电压为3V的直流稳压电源E

H．电阻箱  

I．开关S，导线若干

为了尽量多测几组实验数据，则上述器材中应选用的实验器材除G、I外，还需的是(填代号)________．请在虚线框内设计最合理的电路图_______并将图的实物连线．_______如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率公式________．

5. 难度：中等

在“测定金属丝的电阻率”实验中，所用的测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，某一次测量结果接近多次测量的平均值如图a所示，其读数为______mm；

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx的阻值约为15Ω)，实验室提供了如下器材：

A.电池组E(电动势为3V，内阻约为1Ω)

B.电流表A₁(量程为0～0.6A，内阻约为0.5Ω)

C.电流表A₂(量程为0～3A，内阻为0.02Ω)

D.电压表V₁(量程为0～3V，内阻约为5kΩ)

E.电压表V₂(量程为0～15V，内阻为15kΩ)

F.电阻箱R(阻值范围为0～99.99Ω，额定电流为1A)

G.开关，导线若干

为使测量尽可能准确，电流表应选用______，电压表应选用______；填器材前的字母标号应采用图b给出的______电路进行测量；

(3)根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U，在坐标纸上作图象如图c所示，根据图象可得金属丝的电阻______ (保留两位有效数字；

(4)根据以上数据估算金属丝的电阻率约为______填选项前的字母标号；

A.4×10⁻²Ω⋅m

B.4×10⁻³Ω⋅m

C.4×10⁻⁶Ω⋅m

D.4×10⁻⁸Ω⋅m

(5)关于本实验的误差，下列说法中正确的是______填选项前的字母标号。

A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B.由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.用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差。

6. 难度：中等

某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻步骤如下：

（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为______ mm．

（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为______mm．

（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为______

（4）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：

待测圆柱体电阻R

电流表A₁（量程0～4mA，内阻约50Ω）电流表A₂（量程0～10mA，内阻约30Ω）

电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）

直流电源E：电动势4V，内阻不计

滑动变阻器R₁阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A

滑动变阻器R₂阻值范围0～20kΩ，允许通过的最大电流0.5A         开关S     导线若干

为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在图4方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号____________．

7. 难度：中等

某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过粗测电阻丝的电阻约为5，为了使测量结果尽量准确，从实验室找出以下供选择的器材：

A.电池组，内阻约

B.电流表，内阻

C.电流表，内阻约

D.电压表，内阻

E。电压表，内阻

F。滑动变阻器，允许最大电流

G。滑动变阻器，允许最大电流

H。开关、导线若干

①实验时应从上述器材中选用______填写仪器前字母代号；

②测电阻时，电流表、电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时，应采用安培表______接法，将设计的电路图画在图甲虚线框内；

③若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图乙，则读为______mm；

④若用L表示金属丝的长度，d表示直径，测得电阻为R，请写出计算金属丝电阻率的表达式______。

8. 难度：简单

在“测定金属丝的电阻率”的实验中，待测电阻丝阻值约为6Ω．

(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所示，图中读数为d =______mm．

(2)为了测量电阻丝的电阻R，除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

电压表V₁，量程3V，内阻约3kΩ

电压表V₂，量程15V，内阻约10kΩ

电流表A₁，量程0.6A，内阻约0.2Ω

电流表A₂，量程100μA，内阻约2000Ω

滑动变阻器R₁，0～1750Ω，额定电流0.3A

滑动变阻器R₂，0～50Ω，额定电流1A

电源E₁（电动势为1.5V，内阻约为0.5Ω）

电源E₂（电动势为3V，内阻约为1.2Ω）

为了调节方便，测量准确，请选用适当的实验器材，在图2方框中画出测量电阻丝电阻应采用的电路图，并在图中标明所选器材的符号____．

(3)已用刻度尺测量出接入电路中的金属导线的有效长度为L，请用测量值表示计算材料电阻率的公式ρ=______（注明测量值所用符号）

9. 难度：中等

某同学要测量一个由均匀新合金材料制成的金属丝的电阻率ρ.

(1)该同学用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示，可知其长度为L＝________mm.

(2)如图乙所示，用螺旋测微器测金属丝的直径，测量值d＝________mm.

(3)选用“×10”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择“________”倍率的电阻挡(填“×1”或“×100”)，并________，再进行正确测量，多用电表的示数如图丙所示，测量结果为R＝________Ω.

(4)该金属丝电阻率的表达式为ρ＝________.(用R、d、L表示)

10. 难度：中等

在“测定金属的电阻率”实验中。

(1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径某次测量时，螺旋测微器的示数如图甲所示，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______(用上述字母和通用数学符号表示；

(3)按图乙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.待测合金丝接入电路部分的阻值约

B.电源电动势4V，内阻不计

C.电流表，内阻约

D.电流表，内阻约

E.灵敏电流计满偏电流为，内阻为

F.滑动变阻器，允许通过的最大电流l

G.滑动变阻器，允许通过的最大电流

H.电阻箱

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)按图乙所示的电路图测量合金丝的电阻，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)甲同学按照图乙电路图正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为R₀=14500Ω，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I_G和电流表A的示数I_A的关系图线如图丙所示．由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值______Ω(保留两位有效数字；

(6)乙同学选择同样的器材，按图丁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I_G和电流表A的示数I_A也随之增加，下图反映和关系的示意图中可能正确的是______。

11. 难度：中等

为了测量一段均匀材料制成的圆柱体的电阻率（电阻在200﹣250Ω之间），现给定电压表V（量程6V、内阻约为5kΩ）、电流表A（量程30mA、内阻约为40Ω）、滑动变阻器R（0﹣15Ω）、电源（E=6V）、开关S及导线若干．   

（1）设计测量圆柱体电阻R_x的电路图，并画在虚线框内________；   

（2）如图（a）所示中的6个点分别表示实验中测得的电压表和电流表6组U、I的值，试根据图（a）求出圆柱体电阻R_x=________Ω（结果保留2位有效数字）   

（3）用50分度的游标卡尺测得该圆柱体的长度l如图（b）所示，则l=________mm；用螺旋测微计测圆柱体的直径d如图（c）所示，则d=________mm．   

（4）由以上数据求出ρ=________（保留两位有效数字）

12. 难度：中等

欲测量某种材料的电阻率 ρ，现提供以下实验器材：

A．20分度的游标卡尺

B．螺旋测微器

C．电流表A₁(量程为50mA，内阻r₁=100Ω)；

D．电流表A₂(量程为100mA，内阻r₂约为40Ω)；

E．滑动变阻器R₁(0~10Ω，额定电流为2A)；

F．直流电源E(电动势为3V，内阻很小)

G．导电材料R₂(长约为5cm，电阻约为100Ω)；

H．开关一只、导线若干。

请回答下列问题：

（1）用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示，其示数L=___________cm，用螺旋测微器测得该材料的外直径如图乙所示，其示数D=___________mm。

（2）某小组设计了如图丙、丁所示的两种实验方案的电路图，为了尽可能精确地测量该材料的电阻率ρ应选用图___________(填“丙”或“丁”)所示电路。

（3）某次实验中电流表A₁和电流表A₂的示数分别为I₁和I₂，用所测得的物理量符号和已知物理量的符号表示该材料的电阻率ρ=___________。

13. 难度：中等

在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属直径D的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长L，金属丝的电阻大约为先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材：

A.电压表，内阻

B.电压表，内阻

C.电流表，内阻

D.电流表，内阻

E.滑动变阻器，

①从图中读出金属丝的直径D为______mm；

②要求较准确地测出其阻值，电压表应选______，电流表应选______填序号)；

③该金属材料的电阻率______用R、L、D表示)。

14. 难度：中等

某实验小组为了测定阻值R_x约为20Ω导体丝的电阻率,先测定待测导体丝接入电路部分的长度,接着进行了以下操作:

（1）用螺旋测微器测量导体丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为________mm;

（2）利用实验室提供的如下器材测量导体丝的电阻R_x的值,要求测量时电表读数不得小于其量程的三分之一,且指针偏转范围较大． 实验小组经过反复的讨论,设计了如图乙所示的电路来进行测量．

A.电流表A₁(150mA、内阻r₁约10Ω)

B.电流表A₂(20 mA ,内阻r₂=30Ω)

C.电压表V(15V,内阻约为3kΩ)

D.定值电阻 R₀=100Ω

E.滑动变阻器R₁(5Ω,额定电流2.0A)

F.滑动变阻器R₂ (5Ω,额定电流0.5A)

G.电源E,电动势E=4V(内阻不计)

H.电键S及导线若干

①在提供的两个滑动变阻器中,他们应该选择________(用器材前对应的序号字母填写);

②当电流表A₂指针指在最大刻度时,电阻R_x两端的电压值是________V;

③测得电流表A和A₂的多组示数I₁和 I₂后,作出相应的I₁- I₂图象如图丙所示．若求得图线的斜率为k,则导体丝电阻的表达式为R_x=________．

15. 难度：中等

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）螺旋测微器如题1图所示．在测量电阻丝直径时，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”），直到听见“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）2图甲中R_x，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____

（4）为测量R，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U₁和电流I₁的值，作出的U₁–I₁关系图象如图图所示．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U₂–I₂图象．___

（5）由此，可求得电阻丝的R_x=______Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．