2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册 3.3测量金属丝的电阻率 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
3.3测量金属丝的电阻率
跟踪训练（解析版）
1．用电流表和电压表测电阻时，可以有如图所示的两种方法把电压表和电流表连入电路．对于这两个电路下列说法中正确的是（　　）
A．采用（甲）图时，测量出的电阻值比真实值小
B．采用（乙）图时，测量出的电阻值比真实值小
C．为了减小误差，测量较小阻值的电阻时宜采用（甲）图
D．为了减小误差，测量较大阻值的电阻时宜采用（乙）图
2．先后按图（1）、图（2）所示电路测同一未知电阻的阻值，已知电路两端电压U不变，若按图（1）所示的电路测量，电压表示数为6V，电流表示数为2mA，那么按图（2）所示的电路测量，电压表和电流表的示数分别满足（　　）
A．仍为6V和2mA
B．大于6V，小于2mA
C．小于6V，小于2mA
D．小于6V，大于2mA
3．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，以下操作中正确的是（　　）
A．用刻度尺量出金属丝的全长三次，算出其平均值
B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部分各测量一次直径，算出其平均值
C．读电压表示数时，任何情况下都不需要估读
D．闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片到使接入电路中的电阻值最小
4．在“测定金属的电阻率”实验中，下列关于误差的说法中错误的是（　　）
A．电流表采用外接法，将会使
ρ
测<ρ
真
B．电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起测量误差
C．由
可知，I、d、U、l
中每一个物理量的测量都会引起
ρ
的测量误差
D．由
可知，对实验结果准确性影响最大的是直径
d
的测量
5．（1）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上______；
a．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
d．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
e．旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔
根据图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为______Ω；
（2）下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是______。
A．测电阻时如果指针偏转角过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
6．在“探究电阻与导体长度、横截面积的关系”的实验中，用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，金属丝的匝数为39，用刻度尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5
Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究电阻与导体长度、横截面积的关系．
（1）从图中得出金属丝的直径为________mm；
（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表0～3
V，内阻约10
kΩ
B．电压表0～15
V，内阻约50
kΩ
C．电流表0～0.6
A，内阻约0.05
Ω
D．电流表0～3
A，内阻约0.01
Ω
E．滑动变阻器，0～10
Ω
F．滑动变阻器，0～100
Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________．（填序号）
②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两处明显错误。
错误a：_______；
错误b：________。
7．某同学在测量一种均匀新材料电阻丝的电阻率，已知待测电阻Rx约为6.0
Ω，相关测量步骤如下：
（1）用刻度尺测量电阻丝接入电路的有效长度为l＝0.900
0
m.
（2）用螺旋测微器测量电阻丝直径（如图所示），从图中读出电阻丝的直径为________
mm.
（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了以下相关器材（要求测量结果尽量准确）：
A．电池组（3
V，内阻约1
Ω）
B．电流表（0～3
A，内阻约0.025
Ω）
C．电流表（0～0.6
A，内阻约0.125
Ω）
D．电压表（0～3
V，内阻约3
kΩ）
E．电压表（0～15
V，内阻约15
kΩ）
F．滑动变阻器（0～20
Ω，额定电流1
A）
G．滑动变阻器（0～1
000
Ω，额定电流0.3
A）
H．开关，导线
实验时应选用的器材是____________．（填写各器材的字母代号）
8．实验探究：如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体．导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a不同。
如下表所示为四个串联导体的各方面因素关系及导体两端的电压关系．
三个因素及电压不同导体
长度
横截面积
材料
电压
a
l
S
铁
U
b
2l
S
铁
2U
c
l
2S
铁
d
l
S
镍铜合金
5U
（1）四段导体串联接入电路，每段导体两端的电压与电阻有什么关系_______？
（2）对比导体a和b说明什么_______？
（3）对比导体a和c说明什么_______？
（4）对比导体a和d说明什么_______？
9．数据处理
（1）公式法求电阻：测量多组______、______值，求出对应的电阻后取平均值，不能对电流、电压取平均值。
（2）图像法求电阻：作出U－I图像，由图像的______求出电阻值，在设定标度时要尽量使各点间的距离拉大一些，连线时要让各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离较远的点可以不予考虑。
10．某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
（1）如图甲所示，先用多用电表“”挡粗测其电阻_______，然后用图乙的螺旋测微器测其直径________，再用毫米刻度尺测其长度为L。
（2）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V（量程，内阻约为；量程，内阻约为）
B．电流表A（量程，内阻约为；量程，内阻约为）
C．滑动变阻器
D．滑动变阻器
E.的干电池两节，内阻不能忽略
F.电阻箱
G.开关S，导线若干
为了测多组实验数据，则滑动变阻器应选用________（填“”或“”）。
（3）请在方框内设计最合理的电路图_______，并完成图丙中的实物连线__________。
（4）通过移动滑动变阻器测得多组电压U和电流I的值，并以U为纵轴、I为横轴建立图像，作出一条过原点的倾斜直线，若斜率大小为k，则该金属丝电阻率__________（用题中相关字母表示）。
11．电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标。合格的纯净水的电导率应该小于10-3。某同学将某品牌纯净水装入绝缘性良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆盘电极密封，如图所示，圆柱形容器的长度约为10cm，内径约为2cm。通过实验测量其电导率，从而验证纯净水是否合格。
实验室准备的器材有：
A．学生电源12V
B．电压表（量程0~3V，内阻约为3kΩ）
C．电压表（量程0~15V，内阻约为20kΩ）
D．电流表（量程0~0.6A，内阻约为1Ω）
E.电流表（0~100μA，内阻约为50Ω）
F.滑动变阻器（最大电阻为20Ω）
G.螺旋测微器
H.游标卡尺
I.毫米刻度尺
J.开关、导线若干
（1）为了测量塑料圆柱形容器的内径，应该选用的测量工具为______；为了减小实验误差，电压表选用______，电流表选用______（填写器材前的代号）；
（2）请根据上述器材在方框中画出实验原理图（待测水样用电阻符号表示）（______）
（3）写出一条产生系统误差的原因。（______）
12．在“测定金属的电阻率”实验中。
（1）若测出合金丝长度为，直径为，电阻为，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）
（2）按如图所示的电路图测量合金丝的电阻。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，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）
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）
（3）某同学按照图示电路图选择恰当仪器后，正确连接好电路，将电阻箱接入电路的阻值调为，改变滑动触头的位置，进行多次实验，根据实验数据，画出了灵敏电流计G的示数和电流表A的示数的关系图线如图所示，由此可知，合金丝接入电路的电阻测量值__________（保留两位有效数字）。
13．在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx的阻值约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为1Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，结果由公式计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2，则___________（选填“Rx1”或“Rx2”）更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，测量值Rx2___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
参考答案
1．B
【详解】
AD．采用（甲）图时，由于电流表的分压作用，则电压的测量值偏大，根据
可知，测量出的电阻值比真实值大，为了减小误差，测量较大阻值的电阻时宜采用（甲）图，选项AD错误；
BC．采用（乙）图时，由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，根据
可知，测量出的电阻值比真实值小，了减小误差，测量较小阻值的电阻时宜采用（乙）图，选项B正确；C错误；
故选B。
2．D
【详解】
在图（1）中，电流表与电阻串联，示数即等于电阻的电流，因电流表的分压作用，导致电压表的示数比电阻的电压大；
在图（2）中，电压表与电阻并联，示数即等于电阻的电压，因电压表的分流作用，导致电流表的示数比电阻的电流大。
所以在图（2）中电压表的示数比图（1）中的要小，电流表的示数比图（1）中的大。即电压表的示数小于6V，电流表的示数大于2mA
故选D。
3．B
【详解】
A．应测量出金属丝连入电路的有效长度三次，求平均值，而不是全长，选项A错误；
B．为了减小实验误差，应用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，选项B正确；
C．对电压表读数时要先确定其量程与分度值，读数要准确到分度值，10分度的分度值后要估读一位，选项C错误；
D．为保护电路，闭合开关前调节滑动变阻器的滑片到使接入电路中的电阻值最大的位置，选项D错误。
故选B。
4．B
【详解】
AB．电流表采用外接法时，电压表直接并联在待测金属丝两端，电压表示数即为待测金属丝两端电压的真实值，但电压表的并联分流使得电流表的示数较实际流过待测金属丝的电流大，根据欧姆定律可知，根据电阻定律可知，故A正确，B错误；
CD．由可知，I、d、U、l
中每一个物理量的测量都会引起
ρ
的测量误差，但其中d的次幂为2，其误差在乘方之后也会被“放大”，因此对实验结果准确性影响最大的是直径
d
的测量，故CD正确。
故选B。
5．adbe
1.5×104
AC
【详解】
(1)[1]测量几十千欧的电阻，使用前应先选择×1k挡位，进行欧姆调零，再进行测量。使用完毕应将选择开关置于“OFF”位置或者交流电压最高档，拔出电笔。则正确的操作步骤是adbe；
[2]欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即待测电阻的阻值；
(2)[3]A．欧姆挡更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位，故A正确；
B．在多用电表选用欧姆挡时，红、黑表笔插在哪个接口其实并不影响定值电阻的测量结果，B错误；
C．用多用电表欧姆挡，只能测孤立电阻（不能测含电源电路），故C正确；
D．用多用电表欧姆挡测电阻时只需在换挡时调零，所以D错误。
故选AC。
6．0.646（0.644～0.649均可）
A
C
E
导线连接在滑动变阻器的滑片上
错误
采用了电流表内接法
【详解】
（1）[1]从题图可读出紧密绕制的金属丝的宽度为2.52
cm，故直径为
（2）①[2][3][4]因为两节干电池的电动势约为3
V，电压表选A；因为金属丝的电阻大约为5
Ω，如果把3
V的电动势全加在金属丝上，电流最大为0.6
A，故电流表选C；此题中金属丝的电阻大约为5
Ω，为了减小实验误差，滑动变阻器选E；
②[5][6]由题中数据计算可得出
因而应采用电流表外接法，而图中为内接法，故错误；滑动变阻器连接时导线不能接在滑片上，故错误。
7．0.600
ACDFH
【详解】
（1）[1]螺旋测微器的读数为
（2）[2]需要电源，故选用A；
因待测电阻约6
Ω，通过电阻丝的最大电流约为
故选用电流表C；
电源提供3
V电压，故选用电压表D；
为了方便操作，选用阻值较小的滑动变阻器，故选用F；
连接电路需要导线和开关，故选择H。
实验时应选用的器材是ACDFH
8．正比
导体电阻和长度成正比
导体电阻和横截面积成反比
导体电阻和材料有关
【详解】
略
9．电流
电压
斜率
【详解】
略
10．6.0（6也可得分）
4.699（4.698~4.702均可）
【详解】
（1）[1]多用表的读数为电阻的粗测值，其电阻为。
[2]根据螺旋测微器读数规则，固定刻度读数+可动刻度读数+估读，圆柱体的厚度为
（2）[3]滑动变阻器的阻值比待测金属丝阻值大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选，最大阻值；
（3）[4][5]为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示
根据实验电路图连接实物电路图，如图所示
（4）[6]根据公示得
解得
因为
解得
11．H
C
E
电流表的分压作用
【详解】
（1）[1]为了精确测量圆柱形容器的内径，因选用H.游标卡尺；
[2]本实验学生电源12V，故电压表选用C.电压表（量程0~15V，内阻约为20kΩ）；
[3]根据电阻定律可知纯净水的电阻
电流
故电流表选用电流表（0~100μA，内阻约为50Ω）。
（2）[4]题给滑动变阻器的阻值比样品水的电阻小很多，应采用分压法接，作出实验原理图如图：
（3）[5]产生系统误差的原因电流表的分压作用。
12．
D
F
4.5
【详解】
(1)[1]由电阻定律可得
解得
(2)[2][3]电动势为4V，待测电阻约为，可估算流过待测电阻的电流约为0.8A，考虑到还有其他电阻，故电流表应选量程为0.6A的D，滑动变阻器采用分压式接法，为了测量准确、调节方便，应选阻值较小的F。
(3)[4]由题意可得，合金丝接入电路的电阻测量值为
整理得
结合图像可得
解得
13．Rx1
大于
小于
【详解】
[1]因为
可知用电流表内接误差较小，即Rx1更接近待测电阻的真实值；
[2][3]根据
可知a图中电压表的读数大于待测电阻上的电压，可知测量值Rx1大于真实值；b图中电流表的读数大于待测电阻上的电流值，则测量值Rx2小于真实值。