2.4实验：测量金属的电阻率 课时提升练（Word版含解析）

2.4实验：测量金属的电阻率 课时提升练（含解析）
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．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
3．用伏安法测量某电阻时，如果采用如图甲所示的外接法电路进行实验，测得值为，如果采用如图乙所示的内接法电路进行实验，测得值为，，表示待测电阻的真实值，则下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．有一未知电阻Rx，为较准确地测出其阻值，先后用如下图（a）、（b）两种电路进行测试，利用（a）测得数据为“2.7 V5.0 mA”，利用（b）测得数据为“2.8 V4.0 mA”，那么，该电阻测得值较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（　　）
A．560 Ω，偏大 B．560 Ω，偏小 C．700 Ω，偏小 D．700 Ω，偏大
5．下图是用伏安法测电阻的两种常用电路，下列说法正确的是（　　）
A．用甲图测出的电阻值总小于电阻的真实值
B．用乙图测出的电阻值总大于电阻的真实值
C．当待测电阻阻值比电流表内阻大得多时，用甲图所示电路测量的误差较小
D．当待测电阻阻值比电压表内阻小得多时，用乙图所示电路测量的误差较小
6．如图所示的电路中，电压表和电流表的读数分别为10V和0.1A，电流表的内阻为0.2Ω，那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是（　　）
A．Rx的测量值比真实值大 B．Rx的测量值比真实值小
C．Rx的真实值为99.8Ω D．Rx的真实值为100.2Ω
7．如图所示，（甲）、（乙）两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是（　）
A．图（甲）的接法叫电流表外接法，图（乙）的接法叫电流表内接法
B．图（甲）中R测>R真，图（乙）中R测C．图（甲）误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R RV，故此法测较小的电阻好
D．图（乙）中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R RA，故此法测较大的电阻好
二、填空题
8．伏安法测电阻的接法有如图甲、乙两种接法,
按图甲接法,测得值比真实值____(填“大”或“小”)
按图乙接法,测得值比真实值____(填“大”或“小”)
9．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．
10．如图有一未知电阻Rx，为了较准确地测出电阻值，利用试触法得到两组数据，接a时得到数据为12V、0.15A，接b时得到数据为10V、0.2A，那么该电阻的测量值较为准确的数值等于_____Ω，测量值与真实值的偏差情况是_____．
11．电阻的测量
根据_______测电阻的思想：用电压表测电阻丝两端的电压，用电流表测电阻丝中的电流，读出多组电压、电流值，通过U－I图像求R。
三、实验题
12．小华测量一金属丝的电阻率.
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图甲中的部件________（选填“A”“B”“C”或“D”），从图中的示数可读出金属丝的直径为________mm。
（2）用图乙所示电路测量金属丝的电阻，实验室提供的实验器材有：
A．待测金属丝（阻值约5）
B．直流电源（电动势4V）
C．电流表（0~0.6A）
D．电压表（0~3V）
E.滑动变阻器（0~10，允许通过的最大电流1A）
F.滑动变阻器（0~100，允许通过的最大电流0.3A）
G.开关、导线若干
实验中，滑动变阻器应选用________。（填器材的序号）
（3）正确连接电路后，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P滑至合适位置.将开关K掷到1，电压表、电流表的读数分别为1.70V、0.34A；将K掷到2，电压表、电流表的读数分别为1.75V、0.32A，则应采用电流表________（选填“内”或“外”）接法。
（4）测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值D。选择了正确的电流表接法后，测得多组电压表示数U和对应电流表的示数I，通过描点作出的图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为k，则金属丝的电阻率________。
13．游标卡尺读数为___________mm、螺旋测微器读数___________mm
14．在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一阻值约为3Ω的金属丝的电阻。
(1)该同学先用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则金属丝直径的测量值d=___________mm。
(2)除电源（两节干电池电动势共3.0V，内阻不计）、电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.1Ω）
B．电流表（量程0～3.0A，内阻约0.02Ω）
C．定值电阻（3Ω，额定电流1.0A）
D．滑动变阻器（最大阻值20Ω，额定电流2.0A）
E．滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A）
该同学设计了如图乙所示的电路，为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。（选填实验器材前对应的字母）
(3)该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，测得多组数据，并标在坐标纸上，如图丙所示。请描绘该金属丝的U-I图线________，由此得出该金属丝电阻R=___________Ω。（结果保留两位有效数字）
(4)该同学操作过程中在保证电流表安全的情况下，发现电压表读数的最大值仅为量程的一半左右。为了增大电压表读数的最大值，请你利用(2)问中所给的器材对图乙所示的电路进行改进，在下面的方框内补全改进后的电路图。（________）
15．某同学为测出某电容器的电容C，实验步骤如下：
①电路连接如图，接通S，调节R的阻值，使微安表的指针满偏，记下电压表读数
U0＝6.2 V和微安表读数I0＝500μA；
②断开S并同时计时，每隔5 s读一次微安表的读数i，将读数记录在表格中；
③根据测出数据，作出I—t图，在坐标纸上用“×”描点，则：
（1）根据图示中的描点画出图线；（______）
（2）图示中I—t图线下所围的“面积”所表示的物理意义是： ______________；
（3） 在实验过程中读得微安表满偏时电阻箱示数为10400，则可求得微安表内阻rg=________。
16．在“金属丝电阻率的测量”的实验中：
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图所示，则该次金属丝直径的测量值d=__________mm。
②用伏安法测量金属丝的电阻Rx（阻值约为5Ω），实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材：
电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.1）；
电流表A2（量程0~3A，内阻约0.01）；
电压表V1（量程0~3V，内阻约3k）；
电压表V2（量程0~15V，内阻约20kΩ）；
滑动变阻器R（0~20）；
电源E（电动势为3.0V，内阻不计）。
为了调节方便，测量准确，实验中电流表应选_________，电压表应选_________。
③根据所选用的实验器材，应选用以下哪个电路图进行实验？__________。
④若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率ρ=_______。（用题目所给字母表示）
⑤本实验在测量电阻时，由电压表或电流表的内阻引起的误差属于系统误差。将电压表或电流表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表内阻所引起的系统误差。在未消除该系统误差时本实验的电阻丝的测量阻值为R，若已知电压表的内阻为RV，电流表的内阻为RA，那么消除该系统误差后，电阻丝的阻值Rx应该为_______。
17．（1）图甲螺旋测微器读数为__________mm。
（2）图乙选择电流表的量程为0.6A，则图乙中电流表的读数为_________A。
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．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。
3．D
【详解】
根据图甲可知，电流表选择外接法，由于电压表的分流作用，所测电流偏大，由欧姆定律可知电阻测量值小于真实值，即
根据图乙可知，所测的电阻值两端的电压偏大，电流是通过所测电阻的电流，则根据欧姆定律，所测电阻值偏大，即
即
故选D。
4．D
【详解】
比较（a）（b）两图电压读数，可知电压变化
可得
比较（a）（b）两图电流读数，可知电流变化
可得
可见
即电流变化明显，可见电压表电阻带来的影响比电流表电阻带来的影响大，故采用电流表内接的方法，即图（b）测量较准确
此种接法测量值偏大，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．CD
【详解】
A．甲图所用的方法为电流表内接法，电压表所测电压大于待测电阻两端的电压，根据欧姆定律
可得用甲图测出的电阻值总大于电阻的真实值，故A错误；
B．乙图所用的方法为电流表外接法，电流表所测电流大于流过待测电阻的电流，根据欧姆定律
可得用乙图测出的电阻值总小于电阻的真实值，故B错误；
C．当待测电阻阻值比电流表内阻大得多时，电流表的分压较小，用甲图所示电路测量的误差较小，故C正确；
D．当待测电阻阻值比电压表内阻小得多时，电压表的分流较小，用乙图所示电路测量的误差较小，故D正确。
故选CD。
6．AC
【详解】
由欧姆定律可得
的真实值
则测量值偏大。
故选C。
7．ACD
【详解】
AB．图甲的接法叫电流表外接法，图乙的接法叫电流表内接法，图甲中
解得
R测同理，图乙中
解得
R测>R真
故A正确；B错误；
CD．图甲误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R RV，故此法测较小的电阻好，图乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R RA，故此法测较大的电阻好。故CD正确。
故选ACD。
8．大 小
【详解】
试题分析：按图甲接法,电流是准确的，但是电压表测量的电流表电压和电阻两端电压，故电压表测量值偏大，故根据欧姆定律大于真实值，按图乙接法,电压值是准确的，但是由于电流表测量的是电压表的电流与电阻的电流之和，电流值偏大，根据根据欧姆定律，所以测量值偏小
考点：考查了电流表的内外接法
【名师点睛】
做本题的关键是知道当电流表内接时，电流表分压，当电流表外接时，电压表分流，然后根据欧姆定律计算可得
9．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．
10．80 测量值大于真实值
【详解】
试题分析：采用试触法确定电流表接法时，电压表示数变化大应采用外接法，电流表示数变化大，应采用电流表内接法；确定电流表接法受，根据所测电压与电流，由欧姆定律可以求出待测电阻阻值，根据实验电路，应用欧姆定律分析测量值与真实值间的关系．
解：开关接a、b两点时，电压表示数相对变化量==，
电流表示数相对变化量==，＞，电流表示数变化量大，则电流表应采用内接法，即开关应接在a点，电阻测量值R===80Ω；由于采用电流表内接法，使电压测量值大于真实值，电阻测量值大于真实值．
故答案为80；测量值大于真实值
点评：电压表内阻远大于待测电阻阻值时，电流表采用外接法，待测电阻阻值远大于电流表内阻时，电流表采用内接法；在无法确定待测电阻阻值与电表内阻关系时可以采用试触法确定电流表的接法．
11．伏安法
【详解】
略
12．B 0.410 E 内
【详解】
（1）为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧所示的部件B；
由图示可知，金属丝的直径为
（2）由电路图可知，滑动变阻器采用了分压式接法，所以应该选择较小的滑动变阻器，即选E。
（3）当闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P滑至合适位置，将开关K掷到1，电压表、电流表的读数分别为1.70V、0.34A；将K掷到2，电压表、电流表的读数分别为1.75V、0.32A，可知电压表分流明显，故电流表应该内接。
（4）根据闭合电路的欧姆定律可得，当图像为一条过原点的倾斜直线，其斜率为时，可知待测电阻的阻值为
由电阻定律可得
则金属丝的电阻率为
13．61.70 1.600
【详解】
游标卡尺的读数为
螺旋测微器读数为
14．0.775 A D 2.8
【详解】
(1)金属丝直径为
(2)金属丝的最大电流约为
电流表应选择A；
金属丝电阻约为5Ω，为了调解电路方便，滑动变阻器应选用D；
(3)该金属丝的U-I图线如图所示
根据图像，金属丝电阻为
(4)将金属丝与定值电阻串联，电压表并联在金属丝和定值电阻的两端，改进后电路如下图所示
15． 电容器两端电压为U0时所带电量为Q。 2000
【详解】
（1）根据描点法得出图线如图所示
（2）根据
可知图示中I—t图线下所围的“面积”所表示的物理意义是：电容器两端电压为U0时所带电量为Q。
（3）当电流表满偏时
由欧姆定律得
代入数据解得
16．0.382~0.385 A1 V1 甲
【详解】
①金属丝直径的测量值
d=0+0.382mm=0.382mm（0.382~0.385都正确）
②电源电动势为3.0V，因此电压表选择电压表V1（量程0~3V，内阻约3k）；
测量金属丝的电阻阻值约为5Ω，则电路中的最大电流
因此电流表应选电流表A1（量程0~0.6A，内阻约0.1）。
③由于电流表内阻约0.1较小，因此应选用电流表外接法，即应选用电路图甲进行实验。
④根据欧姆定律有
根据电阻定律有
联立解得
⑤选用电路图甲进行实验，主要是由于电压表的内阻引起的误差，实验的测量阻值R应为电压表和待测电阻并联的电阻，将电压表的内阻计算在内，则有
解得
17．0.650 0.35
【详解】
（1）图甲螺旋测微器读数为
0.5mm+0.01mm×15.0=0.650mm
（2）图乙选择电流表的量程为0.6A，则最小刻度为0.02A，则电流表的读数为0.35A。