3.3测量金属丝的电阻率 学科素养提升练（Word版含答案）

3.3测量金属丝的电阻率 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时，下列关于由电表产生误差的说法中，正确的是（　　）
A．电压表的内电阻越小，测量越精确
B．电流表的内电阻越大，测量越精确
C．电压表的读数大于Rx两端真实电压，Rx的测量值大于真实值
D．由于电流表的分流作用，使Rx的测量值小于真实值
2．如图所示，用伏安法测电阻，若电流表内阻1 Ω，电压表内阻5 000 Ω，Rx约为10 Ω，则下图中哪个测量结果较为准确？测量值比真实值偏大还是偏小（　　）
A．甲电路，偏大 B．甲电路，偏小
C．乙电路，偏大 D．乙电路，偏小
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．“测量金属的电阻率”实验中，关于误差的下列说法中正确的是( )
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ρ=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ρ=可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量
5．为了测某电阻R的阻值，分别接成如图所示的甲、乙两电路，在甲电路中电压表和电流表的示数分别为3V、3mA，乙电路中两表示数分别为2.9V和4mA，则待测电阻的值可能为（　　）
A．比1000Ω略大一些 B．略小于1000Ω
C．比725Ω大一些 D．等于725Ω
6．用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法。如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点；他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，则下列说法中正确的是（　　）
A．R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路
B．如果选择电流表内接电路，测量值大于真实值
C．R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路
D．如果选择电流表外接电路，测量值大于真实值
二、实验题
7．某同学做“测量金属丝的电阻率”实验时，用螺旋测微器和刻度尺分别测量金属丝的直径和长度，如图甲、乙所示，该金属丝的直径为______，长度为______。
8．（1）用游标为20分度的卡尺测量某圆柱型电阻长度如图甲，其长度________。
（2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径________。
（3）该同学想用伏安法测量其电阻（约），现有的器材的规格如下：
待测圆柱体电阻：
电流表，（量程，内阻约）；
电流表（量程，内阻约）；
电压表，（量程，内阻约）；
电压表（量程，内阻约）：
直流电源（电动势，内阻不计）；
滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流）；
滑动变阻器（阻值范围，允许通过的最大电流）；
开关；导线若干。
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，应选用电流表________，电压表________，滑动变阻器________（选填、、、、、）。
（4）电路连接应是电流表________（选填内接或者外接），采用________接法（选填分压或限流）
9．某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一薄的金属圆片的直径和厚度。读出图中的示数。该游标卡尺示数为______cm。
10．在伏安法测金属电阻率的实验中，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，
（1）若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为R1和R2，测量值R1______真实值，测量值R2______真实值；（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）螺旋测微器读数为______mm。
11．某学习小组的同学为测量一合金制成的圆柱体导体的电阻率，可供选用的器材如下：
待测电阻：阻值约为50Ω
电流表G1：满偏电流为1mA，内阻为30Ω
电流表G2：满偏电流为10mA，内阻为30Ω
电压表V：量程为3V，内阻约为9kΩ
标准电阻R1：阻值为1Ω
标准电阻R2：阻值为0.05Ω
滑动变阻器R：阻值范围为0~10Ω
学生电源E：电动势为6V，内阻不计
开关S及导线若干。
（1）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分别如图甲和乙所示，由图读得圆柱体的直径为__________mm，长度为__________ cm。
（2）学习小组认为要想准确测量导体的电阻率，需要重新改装电流表并设计电路，电流表应该选_______（选填“G1”或“G2”），标准电阻应该选_________（选填“R1”或“R2”）。
（3）在虚线框中画出实验电路图，并在图上标明所选器材符号，要求电压表示数能从零开始变化_____。
（4）若某次实验电流表示数为I，电压表示数为U，写出此时待测电阻的表达式________（用I、U表示）
（5）圆柱体的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、表示的电阻率的关系式为ρ=_________。
三、填空题
12．如图所示，M、N间电压恒定，当开关S接通a端时，电压表示数为10V，电流表示数为0．2A；当开关S接通b端时，电压表示数为12V，电流表示数为0．15A，可以推断S接________端时的测量值更准确；电阻Rx的真实值是_________ Ω．
13．用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是______mm。
14．如图中的游标卡尺读数为___________mm，螺旋测微器读数为__________mm
参考答案
1．C
【详解】
AB．该电路中，Rx的测量值实际上为
故电流表的内电阻越小，测量越精确，AB错误；
CD．该电路中电流表的读数为通过Rx的真实值，电压表的读数为Rx两端的电压与电流表的分压之和，大于Rx两端的真实电压，根据欧姆定律知，Rx的测量值大于真实值， 选项D错误，C正确。
故选C。
2．B
【详解】
根据题中数据可计算
；
则
故应采用电流表外接法，故选甲电路；
由于电压表分流使电流表示数偏大流表，则由欧姆定律可知，测量值比真实值小。
故选B。
【点睛】
本题考查伏安法测电阻的实验，要注意明确实验中内外接法的选择，并能根据电表内阻分析误差原因及结果。
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．ACD
【详解】
A．电流表采用外接法，将会使电阻的测量值偏小，则电阻率的测量值偏小，即ρ测<ρ真，A正确；
B．电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了电阻丝分流的减小而引起测量误差，B错误；
C．由ρ＝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，C正确；
D．由ρ＝，因式子中的d是平方关系，可知对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量，D正确。
故选ACD。
5．BC
【详解】
用试触法判断电流表内外接方法是：哪个电表的变化大就用哪个表测真实值
电压表的变化为小于电流表的变化，所以用甲图误差小一些。所以甲图真实值略小于测量值，乙图真实图比测量值大一些。
AB．根据甲图，由欧姆定律可知，待测的电阻的阻值为
因为电流表内接，电流表的分压作用，电压表测量值偏大，电阻测量值偏大，所以待测电阻的值略小于1000Ω，故B正确，A错误；
CD．根据乙图，由欧姆定律可知，待测的电阻的阻值为
因为电流表外接，电压表的分流作用，电流表测量值偏大，电阻测量值偏小，所以待测电阻的值略比725Ω大一些，故C正确，D错误；
故选BC。
6．AB
【详解】
由图示电路图可知，电压表的一端接A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，而电流表分压较小，故R阻值较大，与电压表阻值较近；故应选择电流表内接电路；如果选择电流表内接法，测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻，大于真实值，如果选择电流表外接法，测量值是待测电阻和电压表电阻的并联总电阻，小于真实值，故AB正确，CD错误；
故选AB。
7．0.974（0.973-0.975） 49.50（49.46-49.50）
【详解】
[1]该金属丝的直径为0.5mm+0.01mm×47.4=0.974mm
[2]刻度尺的最小刻度为1mm，则金属丝的长度为49.50cm
8．50.25 1.400 A2 V1 R1 外接 分压
【详解】
（1）[1]游标卡尺的读数为L=50mm+5×0.05mm=50.25mm；
（2）[2]螺旋测微器的读数为：D=1mm+40.0×0.01mm=1.400mm；
（3）[3][4][5]由于电压表V2量程太大（量程的大于电源的电动势），所以电压表应选择V1，根据欧姆定律可求出通过待测电阻的最大电流为
所以电流表应选择A2，根据实验要求多测几组数据可知变阻器应采用分压式接法，应选择阻值小的变阻器R1以方便调节；
（4）[6][7]由于待测电阻满足
电流表应用外接法，滑动变阻器应采用分压式接法，所以电路应是“分压外接”电路。
9．1.240
【详解】
游标卡尺示数为
10．> < 4.700
【详解】
（1）［1］根据串并联规律可知，采用内接法时有
所以测量值Rx1大于真实值；
［2］采用外接法时有
所以测量值Rx2小于真实值；
（2）［3］螺旋测微器读数为
11．2.150 4.240 G1 R2
【详解】
（1）[1]由图读得圆柱体的直径为
[2]由图读得圆柱体的长度为
（2）[3][4]电流表的内阻应越小越好，所以电流表应该选G1，使得表头两端电压较小，然后并联一较小电阻，使得电流表的内阻小。
（3）[5]要求电压表示数能从零开始变化，所以滑动变阻器采用分压式接法，改装后的电流表内阻为
得
为了减小误差，电流表采用内接法，电路图如图所示
（4）[6]待测电阻两端的电压为
则待测电阻的阻值为
（5）[7]根据电阻定律得
又
联立可得
12．b 70
【详解】
试题分析：先看电压表示数的变化，Rx的电压是10V，Rx与电流表的总电压为12V，则电流表的两端电压是Rx两端电压的1/5，故Rx=5RA；再看电流表的变化，Rx的电流是0．15A，Rx与电压表的总电流为0．2A，则电压表中的电流为0．05A，故电压表的电流是Rx电流的1/3，故电阻是它的3倍，即RV=3Rx，所以考点：电阻的测量．
13．1.706（1.704~1.708）
【详解】
[1]螺旋测微器的精度为，则读数为。
14．100.20 5.520
【详解】
试题分析：游标卡尺读数为10cm+0．05mm×4=100．20mm，螺旋测微器读数为5．5mm+0．01mm×2=5．520mm
考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数