11.3實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量-2021年高中物理新教材同步培優(yōu)練（必修第三冊(cè)）（學(xué)生版）

第三冊(cè)第十一章電路及其應(yīng)用第3節(jié)實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測(cè)量一、單選題1．有I、II兩根不同材料的電阻絲，長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)1：L2=1：5，橫截面積之比為S1：S2=2：3，電阻之比為R1：R2=2：5，則它們的電阻率之比為()A．2：3 B．3：4 C．4：3 D．8：32．某待測(cè)電阻約100Ω左右，電壓表內(nèi)阻為3000Ω，電流表內(nèi)阻為0.2Ω，采用伏安法測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選擇電流表何種接法，測(cè)量誤差較小，測(cè)量值比真實(shí)值相比如何()A．內(nèi)接法，比真實(shí)值偏大 B．外接法，比真實(shí)值偏大C．內(nèi)接法，比真實(shí)值偏小 D．外接法，比真實(shí)值偏小3．下列說(shuō)法正確的是()A．任何材料的電阻率都隨溫度的升高而增大B．由可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比C．把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段，則每段的電阻率均不變D．由可知，導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí)，導(dǎo)體的電阻也為零4．金屬導(dǎo)體中的電流是導(dǎo)體的自由電子在電場(chǎng)作用下做定向運(yùn)動(dòng)形成的。已知一段粗細(xì)均勻的銅線中通過(guò)的電流為2A，設(shè)每個(gè)銅原子提供一個(gè)自由電子為載流子，電子的電量為。另外還有一些可供選擇的物理量：阿伏伽德羅常數(shù)，銅的摩爾質(zhì)量，銅線的長(zhǎng)度L，銅線的電阻R，銅線的質(zhì)量m，銅線兩端的電壓U。則為估算出電子定向運(yùn)動(dòng)的速度，從以上物理量中應(yīng)該選用的是()A．、、m、R B．、m、U、R C．、、m、L D．、m、L、R5．如圖所示，、間電壓恒定，當(dāng)開(kāi)關(guān)合在點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為；當(dāng)開(kāi)關(guān)合在點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為?？梢酝茢?)A．較準(zhǔn)確的測(cè)量值是 B．較準(zhǔn)確的測(cè)量值是C．較準(zhǔn)確的測(cè)量值是 D．較準(zhǔn)確的測(cè)量值是二、多選題6．關(guān)于游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，下列說(shuō)法正確的是()A．游標(biāo)卡尺讀數(shù)為5.45cm B．游標(biāo)卡尺讀數(shù)為5.45mmC．螺旋測(cè)微器讀數(shù)為6.726cm D．螺旋測(cè)微器讀數(shù)為0.6726cm三、實(shí)驗(yàn)題7．某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度L=________mm；(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如上圖乙所示，由圖可知其直徑D=________mm；(3)用多用電表的電阻“×100”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)的示數(shù)如圖丙，則該電阻的阻值約為_(kāi)________Ω；(4)該同學(xué)用伏安法較精確地測(cè)量出圓柱體電阻為R時(shí)，電壓和電流分別是U和I，則該圓柱體材料的電阻率ρ=________；(不要求計(jì)算，用題中所給字母表示)8．某實(shí)驗(yàn)小組利用如下器材測(cè)量某金屬絲的電阻率：A．電源(3V，內(nèi)阻約為0.1Ω)B．電流表(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω)C．電流表(量程3A，內(nèi)阻約為0.03Ω)D．電壓表(量程3V，內(nèi)阻約為3kΩ)E．滑動(dòng)變阻器(1kΩ，0.3A)F．滑動(dòng)變阻器(20Ω，2A)G．待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器、米尺、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑，某次測(cè)量時(shí)示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______mm；(2)實(shí)驗(yàn)小組選好實(shí)驗(yàn)器材，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變滑動(dòng)變阻器的位置，記錄電壓表和電流表的示數(shù)如下表：次數(shù)12345U/V0.801.001.501.802.30I/A0.180.220.340.420.52根據(jù)以上信息，你認(rèn)為該小組選用的電流表是________，滑動(dòng)變阻器是________(只填儀器前的代號(hào))；(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)較為節(jié)能且誤差較小的電路，把圖乙電路連接完整______。9．某物理興趣小組要研究一個(gè)小燈泡的伏安特性，他們手中的實(shí)驗(yàn)器材如下：電流表：量程為，內(nèi)阻；電流表A2：量程為，內(nèi)阻；定值電阻：阻值為；定值電阻：阻值為；滑動(dòng)變阻器：最大阻值約為；電源E：電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻可忽略；開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。該實(shí)驗(yàn)要求沒(méi)有系統(tǒng)誤差滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)過(guò)程中，兩電流表指針偏角的調(diào)節(jié)范圍要盡可能大設(shè)計(jì)電路如圖所示。(1)圖中R應(yīng)選擇定值電阻___________(填寫(xiě)器材后面的代號(hào))；(2)若兩電流表、A2的示數(shù)分別表示為、，利用、、、或?qū)懗鲇?jì)R算小燈泡L功率的表達(dá)式P=___________；(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，逐次改變滑動(dòng)變阻器滑片位置并讀取相應(yīng)和，某次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為，，此時(shí)燈絲電阻R=___________。(4)為保證小燈泡安全，不能超過(guò)___________。10．某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ。步驟如下：(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1，由圖可知其長(zhǎng)度L=___________mm；(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖2所示，由圖可知其直徑D=___________mm；(3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤(pán)示數(shù)如圖3所示，則該電阻的阻值約為_(kāi)__________Ω(4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：待測(cè)圓柱體電阻R；電流表A1(量程0~5mA，內(nèi)阻約50Ω)電流表A2(量程0~15mA，內(nèi)阻約30Ω)電壓表V1(量程0~3V，內(nèi)阻約10kΩ)電壓表V2(量程0~15V，內(nèi)阻約25kΩ)直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì))滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0~15Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0A)滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A)；開(kāi)關(guān)S；導(dǎo)線若干為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)谙旅婵蛑挟?huà)出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)___________。(5)若已知伏安法測(cè)電阻電路中電壓表和電流表示數(shù)分別用U和I表示，則用此法測(cè)出該圓柱體材料的電阻率=___________。(不要求計(jì)算，用題中所給字母表示)11．某同學(xué)測(cè)量一根長(zhǎng)直電阻絲的電阻率。按圖1所示的電路用等效替代方法測(cè)出一段電阻絲的電阻∶導(dǎo)線Ⅰ和Ⅱ先按圖1中的實(shí)線連接，后按圖1中的虛線連接在上述兩種情形下，當(dāng)電流計(jì)G的示數(shù)為零時(shí)導(dǎo)線I和Ⅱ中無(wú)電流流過(guò)，電壓，則，由此可測(cè)得P1P2段的電阻為R0。R0的阻值已知，P1P2的長(zhǎng)度通過(guò)固定在電阻絲旁的刻度尺讀出。(1)待測(cè)電阻絲的總電阻約20Ω，若有兩種阻值的定值電阻∶①10Ω；②30Ω，實(shí)驗(yàn)中R0應(yīng)選用____________(2)根據(jù)圖1中實(shí)線的電路，請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將滑動(dòng)變阻器連入圖2所示的實(shí)物電路。(______)(3)按圖1中實(shí)線連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，接下來(lái)的正確操作順序是____________。①將導(dǎo)線Ⅰ連接在B上②記下P1位置在刻度尺上的讀數(shù)③記下P2位置在刻度尺上的讀數(shù)④調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，使G的示數(shù)為零⑤改變導(dǎo)線Ⅱ連接在電阻絲上的位置，使G的示數(shù)為零(4)該同學(xué)多次更換定值電阻R0重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。當(dāng)R0=15Ω時(shí)，記下P1的讀數(shù)為70.00cm，P2的讀數(shù)為20.00cm。用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑，并計(jì)算出電阻絲的橫截面積為0.500mm2。由此求得電阻絲的電阻率ρ=____________Ω·m。(5)小明同學(xué)認(rèn)為與教材中“測(cè)量金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)方法相比，上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得電阻的誤差更小。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。(______)12．某同學(xué)為了測(cè)量一根合金電阻絲的電阻率，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。所用器材有：電流表，電阻箱、滑動(dòng)變阻器、待測(cè)合金電阻絲、電源、開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線等。操作步驟如下：①調(diào)節(jié)電阻箱阻值達(dá)到最大，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到正確位置；②閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和電阻箱的阻值，當(dāng)兩個(gè)電流表的示數(shù)滿足時(shí)，記錄此時(shí)電阻箱的讀數(shù)。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)在圖乙中，用實(shí)線補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)電路實(shí)物圖。(______)(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量該合金電阻絲的直徑，螺旋測(cè)微器的示數(shù)如圖丙所示，該合金電阻絲的直徑為_(kāi)___。(3)已測(cè)得該合金電阻絲的長(zhǎng)度，電阻箱的讀數(shù)為，根據(jù)上面測(cè)量的數(shù)據(jù)可計(jì)算出合金電阻絲的電阻率____(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。(4)若電流表內(nèi)阻不能忽略，則合金電阻絲電阻率的測(cè)量值_____________真實(shí)值(選填“大于”“小于”或“等于”)。13．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖測(cè)量電流表G1的內(nèi)阻；實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器有：A．待測(cè)電流表G1(，內(nèi)阻約為)B．電流表G2(，內(nèi)阻約為)C．定值電阻R1(300Ω)D．定值電阻R2(10Ω)E．滑動(dòng)變阻器R3(0~1000Ω)F．滑動(dòng)變阻器R4(0~20Ω)G．干電池()2節(jié)H．開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)電路中的定值電阻應(yīng)選______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______；(填所選擇儀器前的序號(hào))(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中完成實(shí)物連接；______(3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出G1和G2電流表的示數(shù)和。圖丙為該組同學(xué)測(cè)出數(shù)據(jù)的圖線，則待測(cè)電流表G1的內(nèi)阻______；(保留3位有效數(shù)字)；(4)用該電路測(cè)量出的電流表內(nèi)阻值方法，______(填“存在”或“不存在”)系統(tǒng)誤差。14．某同學(xué)欲測(cè)量一阻值大約為10Ω，粗細(xì)均勻的金屬線的電阻率。實(shí)驗(yàn)桌上除游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器、導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)外，還有以下器材可供選擇:A．電源E(電動(dòng)勢(shì)為6.0V)B．電壓表V(量程為0~6V，內(nèi)阻約為8kΩ)C．電流表A1(量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.2Ω)D．電流表A2(量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω)E.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值5Ω，額定電流2A)(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)得該材料的長(zhǎng)度L如圖甲所示，讀數(shù)L=_____mm;用螺旋測(cè)微器測(cè)得該材料的直徑D如圖乙所示，讀數(shù)D=______mm；(2)測(cè)量導(dǎo)電材料的電阻時(shí)，為了便于調(diào)節(jié)，測(cè)量盡可能地準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中所用電流表應(yīng)選用______(填所選儀器前的字母符號(hào))，選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，在圖丙方框內(nèi)把實(shí)驗(yàn)原理圖補(bǔ)充完成，把器材符號(hào)標(biāo)在電路圖上；______(3)設(shè)測(cè)得導(dǎo)電材料的電阻為R，導(dǎo)電材料的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，導(dǎo)電材料的直徑為D，求得導(dǎo)電材料的電阻率為_(kāi)_____(用R、L、D三個(gè)物理量表述)。15．某同學(xué)用如圖甲所小的電路測(cè)量一段總阻值約為10Ω的均勻電阻絲的電阻率ρ。在刻度尺兩端的接線柱a和b加之間接入該電阻絲，金屬夾P夾在電阻絲上，沿電阻絲移動(dòng)金屬夾，從而可改變接入電路的電阻絲長(zhǎng)度。實(shí)驗(yàn)提供的器材有：電池組E(電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻約1Ω)電流表A1(量程0~0.6A)電流表A2(量程0~100mA)電阻箱R(0~99.99Ω)：開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：①用螺旋測(cè)微器測(cè)出電阻絲的直徑D②根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路；③調(diào)節(jié)電阻箱使接入電路中的電阻值最大，將金屬夾夾在電阻絲某位置上；④閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整電阻箱接入電路中的電