11.3 实验：导体电阻率的测量同步练习（Word版含答案）

第三节实验：导体电阻率的测量
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图所示的电路中，若a、b为输入端，A、B为输出端，并把滑动变阻器的滑片置于滑动变阻器的中央，则（ ）
A．空载时（A、B端不接负载电阻R）输出电压
B．当A、B间接上负载电阻R时，输出电压
C．当A、B间所接负载电阻R越小，UAB越接近
D．在A、B间分别接电阻为5 kΩ和10 kΩ的电压表，两表示数相同
2．用伏安法测某一电阻时，用电流表外接法测得结果为R1，用电流表内接法测得结果为R2，若电阻的准确值为R，则（　　）
A．R1＞R＞R2 B．R1＜R＜R2 C．R＞R1＞R2 D．R＜R1＜R2
3．现在要测量一段电阻丝的电阻率，其阻值约为，允许通过的最大电流为，现有如下器材可供选择：
电流表（量程，内阻约为）
电压表（量程，内阻约为）
标准电阻（阻值）
滑动变阻器
直流电源（，内阻不计）
开关S、导线若干
如图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是（　　）
A． B．
C． D．
4．电线是家庭装修中不可或缺的基础建材，电线的质量直接关系到用电安全．某型号电线每卷长度为100m，铜丝直径为．为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜，现给整卷电线加上恒定电压，测得通过电线的电流为，由此可知此电线所用铜的电阻率约为　　
A． B． C． D．
5．学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法.下图是我们学习过的几个实验，其中所用的物理思想与方法表述正确的是：
①螺旋测微器测长度
②验证力平行四边定则
③ 探究加速度与力质量的关系
④观察桌面微小形变
A．①用到了控制变量法 B．②用到了等效思想
C．③用到了微元法 D．④用到了归纳法
6．金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息，判断下列的说法中正确的是：（ ）
A．连接电路用的导线一般用合金来制作
B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
7．在截面积为S、粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为ρ，电子的电荷量为e，则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为 ( )
A．0 B．Iρe/S C．IS/ρe D．Ie/ρS
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．用毫米刻度尺测量物体的长度，下列哪些读数符合有效数字要求（　　）
A．1.502 m B．1.6214 m C．12.40 cm D．4.30 mm
9．现有一根横截面积为S的金属导线，通过的电流为I，设每个金属原子可贡献一个自由电子。已知该金属的密度为，摩尔质量为M，电子的电荷量绝对值为e，阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（ ）
A．单位体积的导电的电子数为
B．单位质量的导电的电子数为
C．该导线中自由电子定向移动的平均速率为
D．该导线中自由电子定向移动的平均速率为
E.该导线中自由电子热运动的平均速率约为真空中光速大小
10．某同学对一物体长度进行测量，正确记录的数据为1.68cm，该同学可能使用的测量工具是（　　）
A．最小刻度为1mm的刻度尺 B．游标卡尺甲（10分度） C．游标卡尺乙（20分度） D．螺旋测微器
11．两根不同金属导体制成的长度相等、横截面积相同的圆柱形杆，串联后接在某一直流电源两端，如图所示。已知杆a的质量小于杆b的质量，杆a金属的摩尔质量大于杆b金属的摩尔质量，杆a的电阻大于杆b的电阻，假设两种金属的每个原子都提供相同数目的自由电子(载流子)。当电流达到不变时，若a、b内存在电场，则该电场可视为均匀电场。下列结论中正确的是（ ）
A．两杆内的电场强度都不等于零，且a内的电场强度大于b内的电场强度
B．两杆内的电场强度都等于零
C．两杆内载流子定向运动的速度一定相等
D．a内载流子定向运动的速度一定大于b内载流子定向运动的速度
12．如图示电路，G是电流表，R1和R2是两个可变电阻，调节可变电阻R1，可以改变电流表G的示数。当MN的电压为6V时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度，将MN间的电压改为5V时，若要电流表的指针仍然偏转到最大刻度，下列方法可行的是
A．保持R1不变，增大R2
B．增大R1，减小R2
C．减小R1，增大R2
D．保持R2不变，增大R1
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．某同学要测量一未知电阻Rx的阻值（阻值约为200），手头有如下器材：
一节干电池E，一只电压表V（刻度清晰，但是读数模糊不清），滑动变阻器R1（阻值范围0～20），电阻箱R2（阻值范围0～99．9），电阻箱R3（阻值范围0~999．9），开关S1和单刀双掷开关S2，导线若干
（1）该同学采用如图甲所示电路进行测量，其中电阻箱应选_____（填R2或R3）
（2）用笔画线表示导线，按照图甲所示的电路图将图乙中的实验器材连接成实验电路
（3）实验中，该同学先将开关S1闭合，再将开关S2接通“1”，调节R1，使电压表指针指向恰当的位置并记录下该位置．接下来他应该怎样操作，才能准确测出Rx的阻值 简述操作的要点_______________．
14．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测，结果发现有不少样品的电导率（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）不合格。
（1）你认为不合格的纯净水的电导率是偏大还是偏小？
（2）为了方便测量纯净水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，容器两端用金属圆片电极密封，如图所示。请用笔画线表示导线，连接测量纯净水样品电阻的电路，注意合理选择电表的量程。
15．为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
(1)该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲中读出金属丝的长度L=______mm
(2)该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙中读出金属丝的直径D=_____mm．
(3)该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙中读出金属丝的电阻R=____Ω
(4)接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）
C．电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）
D．电压表V1（量程0～3V，内阻10kΩ）
E．电压表V2（量程0～15V，内阻25kΩ）
F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝Rx，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选_____，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（用器材前的字母表示即可）
(5)在如图丁所示的实物上画出连线（部分线画划出）
16．有一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60 cm，阻值大约为4．，横截面如图甲所示．
（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图乙所示，其外径为 mm；
（2）现有如下器材：
电流表（量程0.6 A，内阻约0.1）
电压表（量程3 V，内阻约3k）
滑动变阻器（最大阻值5，允许电流3A）
蓄电池（电动势6V，内阻很小）
开关一个，导线若干若使用以上器材测量金属管线的阻值Rx，应采用丙图所示的 电路（选填“a”或“b”） ；
（3）某小组同学采用正确电路进行实验，测量数据记录如下：
这个小组的同学在坐标纸上建立U－I坐标系，如图丁所示，图中己标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图丁中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线．由图线得到金属管线样品的阻值Rx= _________ （保留两位有效数字）；
（4）已知金属管线样品材料的电阻率为，金属管线的长度为L．通过多次测量得出金属管线的阻值为R，金属管线的外径为d，则计算中空部分横截面积的表达式为S= ．
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A.空载时，滑动变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路中电压与电阻成正比得出输出电压，故A正确.
B.当A、B间接上负载R时，负载R与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，A、B间的电压减小，输出电压，故B错误.
C.A、B间的负载R越小，变阻器下部分并联的电阻越小，A、B间的电压越小，与差值越大，故C错误.
D.在A、B间分别接电阻为5kΩ和10kΩ的电压表，与变阻器下部分并联之后的电阻不同，下半部分分得的电压不同，则电压表示数不同，故D错误.
2．B
【详解】
AD.当采用外接法时，电压表与待测电阻并联，故电压表是准确的；而由于电压表的分流使电流表测量结果偏大，故由欧姆定律求得的测量值偏小，故R＞R1；故AD错误。
BC.采用内接法时，电流表与待测电阻串联，故电流表是准确的；而由于电流表的分压使电压表测量值偏大，故由欧姆定律求得的测量值偏大，故R2＞R，故B正确C错误。
3．C
【详解】
电阻两端的最大电压为
U约为电压表量程的，为了使电压表读数达到量程的以上。 从而获取更加准确的读数，需要与串联定值电阻，并使电压表测量R0和Rx的总电压。由于远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法，综上所述可知C正确。
故选C。
4．B
【分析】
应用欧姆定律求出导线的电阻；应用电阻定律可以求出导线的电阻率．
【详解】
给整卷电线加上恒定电压，测得通过电线的电流为，则导线得电阻值为：；又：；；代入数据可得：，故B正确，ACD错误；故选B．
【点睛】
该题考查电阻定律的应用，数据的计算是该题的难点，计算的过程要细心．
5．B
【详解】
A．①采用微小变量放大法，设一个螺距为0.5mm，当旋转一周时，前进或后退一个螺距，这样把0.5mm的长度放大到旋转一周上．故A错误．
B．②采用的等效替代法，即两次拉橡皮筋的时使橡皮筋的形变相同．故B正确．
C．③研究三个变量之间的关系时，先假定其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这种方法称为控制变量法．而在本实验中探究小车的加速度与力和质量的关系，故先保持小车质量M不变，而研究合外力和加速度两个物理量之间的关系，或者先保持小车的质量不变，探究小车所受的合外力与小车的加速度之间的关系，故本实验的操作过程采用的为控制变量法．故C错误．
D．④用力向下压，使桌面产生微小形变，使平面镜M逆时针方向微小旋转，若使法线转过θ角，则M反射的光线旋转的角度为2θ，N反射的光线就就旋转了4θ，那么投射到平面镜上的光斑走过的距离就更大，故该实验观察测量结果采用的是微小变量放大法．故D错误．
6．B
【详解】
连接电路用的导线一般用电阻率较小的材料制成，所以为金属，A错；反之B对；电阻温度计为温度传感器，所以要用随温度变化而显著变化的金属材料，C错；标准电阻一般用电阻率随温度变化而不变的合金，D错；
7．B
【解析】
试题分析：根据公式可得电场力①，设导体两端的长度为d，导体两端的电压为U，则②，根据欧姆定律可得③，根据电阻定律可得④，电荷量⑤，联立可得，故B正确
考点：考查了欧姆定律，电阻定律，电流，电场强度
【名师点睛】做本题的关键是依据电场力，电场，电压，电阻列式求解，要注意理解题意，明确速度为待求量，正确列式求解即可
8．BC
【分析】
略
【详解】
用毫米刻度尺测量物体的长度，测量结果应准确到毫米，在毫米之后应估读一位；A．1.502m=150.2cm，准确到1cm，故A错误；
B．1.6214m=162.14cm，准确到1mm，故B正确；
C．12.40cm，测量结果准确到1mm，故C正确；
D、4.30mm，测量结果准确到0.1mm，故D错误。
故选BC。
【点睛】
要掌握刻度尺的读数方法，刻度尺读数要准确到刻度尺的最小分度值，在其后面应估读一位。
9．ABD
【详解】
A.金属的摩尔体积：
单位体积的物质的量：
每个金属原子可页献一个自由电子，自由电子为：
A正确。
B.单位质量的物质的量：
每个金属原子可页献一个自由电子，自由电子为：
B正确。
CDE.设自由电子定向移动的速率为v，根据电流：
I=NeSv
得：
又：
则有：
CE错误，D正确。
E. 由上式可得，小于真空中光速大小，E错误。
10．AB
【详解】
A．用最小刻度为1mm的刻度尺的读数时可以读到0.1mm，即0.01cm，故A正确；
B．游标卡尺甲（10分度），其精确度为0.1mm，由于游标卡尺不估读，故可以读到0.1mm，即0.01cm，故B正确；
C．游标卡尺乙（20分度）其精确度为0.05mm，故可以读到0.05mm，即0.005cm，故C错误；
D．螺旋测微器，又名千分尺，精确度为0.01mm，可读到0.001mm，故D错误。
故选AB。
11．AD
【详解】
AB.两杆串联，所以电流相等，因为，由欧姆定律可知，根据匀强电场关系式可知，两杆内电场强度都不为零，且a内的电场强度大于b内的电场强度，故A正确，B错误；
CD.根据电流的微观表达式可知，载流子的定向运动速率，由题意可知杆内单位体积内的自由电荷数，则 ，故C错误，D正确。
12．BD
【详解】
总电压降低了，电流表G的读数变小，若要电流表的指针仍然偏转到最大刻度，应该让通过G的电流变大。
A.保持R1不变，增大R2时，因这样R2两端的电压变大了，G的电压更小了，G的电流也更小了；故A错误；
B.增大R1，同时减小R2时，R2的电压降低，R1电压变大，即G的电压变大，其电流变大；故B正确；
C.减小R1，同时增大R2时，R2两端的电压变大了，G的电压小了，G的电流也小了；故C错误；
D.保持R2不变，增大R1时，R2的电压变小，R1电压变大，即G的电压变大，其电流变大，故D正确。
13．（1）R3 ；（2）如图；（3）保持R1不变，将开关S2接通“2”，调节电阻箱R3的阻值，使电压表的指针指到与刚才相同的位置，读出此时电阻箱的阻值，即为待测电阻RX的阻值
【详解】
试题分析：（1）该同学采用如图甲所示电路进行测量，使用的方法为等效替代法，则其中电阻箱应选与待测电阻阻值相当的R3 ；（2）电路如图；（3）操作要点：保持R1不变，将开关S2接通“2”，调节电阻箱R3的阻值，使电压表的指针指到与刚才相同的位置，读出此时电阻箱的阻值，即为待测电阻RX的阻值．
考点：测电阻的阻值.
14．（1）偏大；（2）
【详解】
（1）不合格的纯净水中含有较多的离子，导电能力好，电阻率偏小，电导率偏大。
（2）容器内水的电阻比滑动变阻器的电阻大得多，为了使电表指针有较大的偏转，滑动变阻器采用分压接法；容器内水的电阻远大于电流表的内阻，所以采用内接法；电源的电动势是12V，为了使电压表指针偏转三分之一以上，电压表的量程选择0～15V；电路如图所示
15．（1）191.0mm～191.5mm （2）0.680mm （3）220 （4）C D F （5）
【详解】
试题分析：（1）如图所示读数为19.13cm=191.3mm；(2) 螺旋测微器主轴读数为0.5mm，螺旋读数为18.0×0.01mm=0.180mm，故测量值为0.5+0.180=0.680mm；（3）欧姆表读数刻度值乘以倍率22×10=220Ω
（4）电动势为4V，故电压表选择D；待测电阻约为220Ω，流过电阻的电流最大约为，所以电流表选择C；为精确测量R，滑动变阻器G的总阻值太大，调节不方便，故应选F；（5）滑动变阻器F阻值远小于待测电阻的阻值，故控制电路用分压式接法，待测电阻为小电阻，故测量电路用外接法，故实物图如图所示
考点：本题考查长度的测量、伏安法测电阻
16．（1）1.125（1.124—1.126均正确）；（2）a；（3）如图 4.5（4.3～4.7均正确）；
（4） －
【详解】
试题分析：（1）螺旋测微器的读数等于1mm+0.01×12.5mm=1.125mm；
（2）该金属管线电阻较小，应选用分压式外接电路；
（3）描点，用平滑的直线连接，过原点，图像的斜率即是金属管线的电阻值；
（4）根据电阻率定律得，故．
考点：本题旨在考查螺旋测微器的使用方法、电阻的测量、电阻率定律．