2.4实验：测量金属的电阻率学科素养提升练（Word版含答案）

2.4实验：测量金属的电阻率 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．电阻率的大小反映了导体材料导电性能好坏，但一般导体材料的电阻率往往随温度的变化而发生变化，下列对半导体与金属导体的电阻率随温度变化的说法正确的是（　　）
A．半导体的电阻率随温度升高而增大
B．金属导体的电阻率随温度升高而增大
C．金属导体的电阻率随温度升高而减小
D．半导体与金属导体的电阻率都随温度升高而增大
2．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
3．在“测定金属的电阻率”的实验中，下列说法中正确的是（　　）
A．用伏安法测金属丝的电阻时，可采用电流表内接法
B．实验中应调节滑动变阻器，取得多组U和I的值，然后求出电阻平均值
C．应选用毫米刻度尺测整根金属丝的长度三次，然后求出长度平均值
D．实验中电流强度大小可不加要求
4．如图所示的伏安法测电阻电路中，电压表的内阻为3kΩ，读数为3V；电流表内阻为10Ω，读数为4mA．待测电阻R的真实值等于 ( )
A．750Ω B．760Ω
C．1000Ω D．1010Ω
5．在“测定金属丝的电阻率”实验中，以下操作中错误的是（ ）
A．用米尺测量金属丝的全长三次，算出其平均值
B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C．用伏安法测电阻时采用电流表外接电路，多次测量后算出平均值
D．实验中保持金属丝的温度不变
6．同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与 相当，电压表可视为理想电压表.若使用如图所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的哪点
A．b点 B．c点 C．d点 D．b点和c点都可以
7．某同学用伏安法测一个未知电阻Rx ，用甲、乙图所示的电路各测试一次，依图甲测得的数据是U=2.00 V，I=1.00 mA，依图乙测得数据是U ′=1.90 V，I ′=2.00 mA，下列说法正确的是（　　）
A．选用甲方法更好，因为甲电路测量的误差较小，真实值应小于2000Ω
B．选用乙方法更好，因为乙电路测量的误差较小，真实值应小于950Ω
C．甲电路的电流I和乙电路的电压U′都是准确值，所以电阻的真实值为1900Ω
D．甲测得阻值为2000 Ω，乙测得950Ω，所以电阻的真实值应该为1475Ω
8．为测量“12V　5W”的小电珠在不同电压下的功率，给定了以下器材：电源（电动势为12V，内阻不计）；电流表（量程0～0.6A、0～3A，内阻约为0.2Ω）；电压表（量程0～3V、0～15V，内阻约为15kΩ）；滑动变阻器（0～20Ω，允许最大电流1A）；开关一个；导线若干。实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节。以下四个电路图你认为最合适的是（　　）
A． B．
C． D．
9．用电压表和电流表测量电阻时，可以选用如图甲或乙所示的两种电路，其中Rx为待测电阻．电表内阻对测量结果的影响不能忽略，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中，电流表的示数等于通过Rx的电流
B．乙图中，电流表的示数等于通过Rx的电流
C．选用甲图测得Rx的阻值大于其真实阻值
D．选用乙图测得Rx的阻值等于其真实阻值
10．如图所示，某同学在用“伏安法”测量电阻R的阻值时，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。下列说法正确的是（　　）
A．电阻R与电流表的阻值接近，应选择电流表外接电路
B．电阻R与电流表的阻值接近，应选择电流表内接电路
C．电阻R与电压表的阻值接近，应选择电流表内接电路
D．电阻R与电压表的阻值接近，应选择电流表外接电路
11．如图所示，某同学用伏安法测未知电阻Rx时，分别采用电流表内接法和外接法．由于实验中的采用的电表不是理想电表，导致测量误差，下列说法正确的是
A．若S接a，由于电流表的分压，导致Rx的测量值小于它的真实值
B．若S接a，由于电压表的分流，导致Rx的测量值小于它的真实值
C．若S接b，由于电流表的分压，导致Rx的测量值小于它的真实值
D．若S接b，由于电压表的分流，导致Rx的测量值大于它的真实值
12．如图所示，伏安法测电阻的电路中，电压表的量程为，内阻为，测量时发现电压表的量程过小，在电压表上串联一个阻值为的定值电阻，最后电压表示数为，电流表示数为，关于的阻值下列说法正确的是（　　）
A．大于 B．等于
C．大于 D．等于
13．在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作错误的是（　　）
A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B．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
C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值
D．实验中应保持金属丝的温度不变
14．伏安法测电阻中，待测电阻、伏特表、安培表可以采用下面两种连接方式进行测量，以下说法中正确的是（　　）
A．测量中的系统误差可以通过甲乙图的合理选择得到消除
B．甲图是电压表测量误差，导致待测电阻测量值偏大
C．乙图是电流表测量误差，导致待测电阻测量值偏大
D．电流表内阻约几欧姆，电压表内阻大于，测金属丝电阻率，用乙图的连接方式较好
15．图中，考虑两表内阻的影响，用两表示数算出的R测=（　　）
A．比R的真实值小 B．比R的真实值大
C．引起误差的原因是U偏大 D．引起误差的原因是I偏小
二、解答题
16．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。
17．实验中会存在误差，物理学中把测量值与真实值之差与真实值之比叫做相对误差，即。如图所示为测量电阻R的阻值时的部分电路、某次测量中测得电压表示数，电流表示数。不考虑偶然误差的影响。
（1）根据电流表、电压表示数，求电阻的测量值；
（2）已知电压表内阻，电流表内阻，求电阻的真实值；
（3）求此次测量的相对误差，（结果保留一位有效数字）
参考答案
1．B
【详解】
AD．半导体的电阻率随温度升高而减小，故AD错误；
BC．金属导体的电阻率随温度升高而增大，故B正确，C错误。
故选B。
2．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。
3．B
【详解】
A．金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，与电流表内阻可以比拟，为了减小系统误差，应采用电流表外接法，故A错误；
B．为减小实验误差，应进行多次测量求平均值，故B正确；
C．应测量出金属丝连入电路的有效长度三次，求平均值，而不是测整根金属丝长度，故C错误；
D．金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为尽可能保持电阻率不变，应尽可能保持温度不变，所以实验中应控制通过金属丝的电流不要太大，故D错误。
故选B。
【点睛】
测量金属丝电阻率的实验中，为减小实验误差应进行多次测量求平均值，实验时电流不能太大，以避免金属丝温度发生较大变化而使实验误差较大，根据实验注意事项分析答题。
本题考查实验误差分析，对于测量过程中不可避免的偶然误差，往往通过多次测量求平均值来减小。
4．C
【详解】
电阻R的测量值
,
电阻的真实值
由于电压表的分流，所以,即测量值比真实值要小
，
由
得
故选C。
5．A
【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，故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，B正确；
C.金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，使电压表和金属丝并联，电压表的分流作用很小，应采用电流表外接法，故C正确；
D.金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，故D正确；此题选择错误的选项，故选A。
6．B
【详解】
试题分析：因电流表内阻接近待测电阻，故若用内接法误差很大，应采用电流表外接法；故a端应接在c点；故选B.
考点：伏安法测电阻.
【名师点睛】此题考查了伏安法测电阻的问题；要掌握测量电路的选择方法：当待测电阻阻值较大时，用电流表内接误差较小；而当待测电阻值比较小时，用电流表外接误差较小；此题是基础题，意在考查学生的实验的基本能力.
7．A
【详解】
电流相对变化为
电压相对变化为
对比可知电压表分流对实验影响大，所以应选择电流表接法（图甲），被测阻值为
由于电压表的读数大于待测电阻两端电压，则测量值偏大，即真实值应小于，故选A。
8．A
【详解】
依题意，实验要求加在小电珠上的电压可从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，由于小电珠的电阻
远远小于电压表的电阻，故电流表采用外接法，故选A。
9．B
【详解】
A．甲图中，电流表的示数等于通过电压表与Rx的电流，故A错误；
B．乙图中，电流表的示数等于通过Rx的电流，故B正确；
CD．根据欧姆定律，采用甲图时，测量值
真实值应为
比较可知，测量值比真实值偏小；
采用乙图时，测量值
真实值
比较可知，测量值比真实值偏大；故CD错误；
故选B。
【点评】
伏安法测电阻实验中，电流表内外接法的选择方法可以用口诀“大内偏大，小外偏小”来判定，注意引起误差的根源是解题的突破口。
10．C
【详解】
发现电流表示数有明显变化，说明电压表分流效果明显，而电压表示数无明显变化，说明电流表分压效果不明显，则应选择电流表内接电路，电阻R与电压表的阻值接近。
故选C。
11．B
【详解】
试题分析：若S接a，电流表外接，电压表分流，即电流的测量值大于真实值，根据可得导致Rx的测量值小于它的真实值，A错误B正确；若S接b，电流表内接，电流表分压，即电压的测量值大于真实值，故根据可得导致Rx的测量值大于它的真实值，CD错误；
考点：考查了伏安法测电阻
12．A
【详解】
电压表与电阻串联，定值电阻两端电压等于电压表电压的倍，电压表示数为，则待测电阻两端电压为
电阻的测量值
由图示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，电流表的测量值偏大，
由欧姆定律可知，待测电阻的测量值小于真实值，电阻的测量值为，则大于，故A正确，BCD错误；
故选A。
13．AC
【详解】
实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长，应该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；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法。实验中应保持金属丝的温度不变，尽量减小因温度变化引起的误差。
故选AC。
14．BD
【详解】
A．伏安法测电阻的误差为系统误差，通过甲乙图的合理选择得到变小，而不能消除，故A错误；
B．甲图是电流表分压导致电压表测量偏大，导致待测电阻测量值偏大，故B正确；
C．乙图是电压表分流导致电流表测量偏大，导致待测电阻测量值偏小，故C错误；
D．电流表内阻约几欧姆，电压表内阻大于，测金属丝电阻率时电阻较小，满足，选择小外偏小，用乙图的连接方式较好，故D正确；
故选BD。
15．BC
【详解】
图中采用的电流表内接法，由于电流表的分压作用，导致电压表测量的电压值U比R两端的电压大，由欧姆定律
可知R的测量值大于R的真实值，故BC正确，AD错误。
故选BC。
16．（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
17．（1）15Ω；（2）14.7Ω；（3）2%
【详解】
（1）电阻的测量值
（2）电阻的真实值
（3）此次测量的相对误差