3.6 科学测量：金属丝的电阻率 专项测试（Word版含答案）

3.6、科学测量：金属丝的电阻率
一、选择题（共15题）
1．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
2．如图所示用电压表和电流表测电阻，为待测电阻，如果电压表的读数是，电流表的读数是，电压表的内阻是，电流表的内阻是，那么的精确值为（　　）
A． B． C． D．
3．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．由于电压表的分流作用，使Rx的测量值小于真实值
4．关于下列甲、乙两电路图说法正确的是(　　)
A．甲图中滑动变阻器R0属分压式接法
B．甲图中电阻R两端的电压能从零开始调节
C．乙图中滑动变阻器R0属限流式接法
D．乙图中电阻R两端的电压能从零开始调节
5．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
6．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．
7．如图所示，为了测量Rx的电阻，电流表事先已经接好，拿电压表的K接线柱去分别试触b、c两点，发现电流表示数有变化明显，电压表示数基本不变。则下列说法正确的是（　　）
A．此电阻为小电阻，K接b误差较小，测量结果略微偏小
B．此电阻为小电阻，K接c误差较小，测量结果略微偏大
C．此电阻为大电阻，K接b误差较小，测量结果略微偏小
D．此电阻为大电阻，K接c误差较小，测量结果略微偏大
8．用伏安法测未知电阻时，若不知道的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a，b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么有（　　）
A．若电流表示数有显著变化，S应接a，测量值大于真实值
B．若电流表示数有显著变化，S应接b，测量值小于真实值
C．若电压表示数有显著变化，S应接a，测量值小于真实值
D．若电压表示数有显著变化，S应接b，测量值大于真实值
9．长度和横截面积均相同、材料不同的a、b两根金属丝，它们的伏安特性曲线分别如图中A、B所示。根据图像可知（　　）
A．a的电阻率随温度的升高而增大
B．a的电阻率随温度的升高而减小
C．b的电阻率随温度的升高而增大
D．b的电阻率随温度的升高而减小
10．如图所示，用伏安法测电阻R0的值时，M、N接在恒压电源上，当S接a时电压表示数10V，电流表示数0.2A；当S接b时，电压表示数12V，电流表示数0.15A。下列叙述正确的是（　　）
A．为了较准确地测定R0的值，S应接在a点，R0的真实值为50Ω。
B．为了较准确地测定R0的值，S应接在a点，R0的真实值为70Ω。
C．为了较准确地测定R0的值，S应接在b点，R0的真实值为50Ω。
D．为了较准确地测定R0的值，S应接在b点，R0的真实值为70Ω。
11．先后按图中甲、乙所示电路测同一未知电阻的阻值Rx，已知两电路的路端电压恒定不变。若按图甲所示电路测得电压表示数为9V，电流表示数为3mA；那么按图乙所示电路测得的结果应为（　　）
A．电压表示数为9V，电流表示数为3mA
B．电压表示数为9V，电流表示数小于3mA
C．电压表示数小于9V，电阻Rx的实际阻值小于3000Ω
D．电压表示数大于9V，电阻Rx的实际阻值大于3000Ω
12．某待测电阻约200Ω左右，电压表内阻约为2000Ω，电流表内阻约为50Ω，采用伏安法测电阻时，应选择电流表何种接法，测量误差较小，测量值比真实值相比如何？（　　）
A．内接法，比真实值偏大 B．外接法，比真实值偏大
C．内接法，比真实值偏小 D．外接法，比真实值偏小
13．在伏安法测电阻时，为提高测量的精确度，可在连接电路时，将电压表的一端P预留出来，使P分别跟a、b两点接触一下，同时注意观察电流表、电压表的示数，则下面的说法正确的是（ ）
A．两次比较，若电流表A的示数变化显著，则P应接在a点
B．两次比较，若电流表A的示数变化显著，则P应接在b点
C．两次比较，若电压表V的示数变化显著，则P应接在a点
D．两次比较，若电压表V的示数变化显著，则P应接在b点
14．如图所示为测量未知电阻Rx
的部分电路，当开关S分别接a和b点时，电流表示数相对变化显著，为了减小误差，则（ ）
A．电流表应采用外接法
B．电流表应采用内接法
C．开关S接在b点时的测量值更准确
D．开关S接在a点时的测量值更准确
15．如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K分别与M、N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是（　　）
A．若电压表读数有明显的变化，则K应接在N点
B．若电压表读数有明显的变化，则K应接在M点
C．若电流表读数有明显的变化，则K应接在M点
D．若电流表读数有明显的变化，则K应接在N点
二、填空题
16．某同学在一次“测定某电阻元件的电阻率”的实验中，用游标卡尺测量电阻元件的长度L，用螺旋测微器测量金属丝直径d如图所示。电阻元件长L为______cm，金属丝的直径d为______mm。
17．用伏安法测量电阻时，MN接在恒定电压上，当S接a时电压表的示数为10V，电流表的示数为0.2A；当S接b时电压表示数为12V，电流表的示数为0.15A；为了较准确地测定，S应接在___点，的真实值为______Ω
18．有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是_______mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是_______mm。
19．用伏安法测某一电阻：电压表示数为U，电流表示数为I，电阻测量值R＝ 。如果采用如图甲所示的电路，测量值为R1，如果采用如图乙所示电路，测量值为R2，电阻的真实值为R真，它们之间的关系是：R1________R真，这种针对________的接法称为外接法；R2________R真（填“>”“＝”或“<”），这种误差属于________误差。
综合题
20．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）
21．某同学采用如图（a）所示的电路来探究镍铜丝的电阻与长度的关系。
（1）请思考电流表应选择的量程，并用笔画线代替导线把电流表和滑动变阻器连接好。
（2）调节P的位置，闭合开关，读出MP的长度为x时电压表和电流表的示数，算出对应的电阻R，利用多组数据绘出如图（b）所示的图像，通过图线分析，镍铜丝的电阻与长度有什么关系？该图线的斜率k是多少？
（3）如果该镍铜丝的直径为d，试用k、d写出其电阻率的表达式。
22．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）
参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
根据欧姆定律可知
而
解得
Rx=350Ω
故选C。
3．C
【详解】
A．图示的电路待所测量的电阻为电流表内阻加Rx的阻值，其原因在于电压表的测量值为两者电压之和，与电压表的内阻大小无关系，则A错误；
B．因实验中串联了电流表的内阻，则内阻越小测量越准确。则B错误；
C．电压表的读数大于Rx两端真实电压，则Rx的测量值大于真实值，则C正确；
D．电流表为分压作用，测量值大于真实值。则D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．当滑片P连线上不连接电阻时，为限流式接法，当滑片P上连接电阻时，为分压式接法，其中分压式接法中电阻R两端的电压能从零开始调节甲图中滑动变阻器的滑片P上没有连接电阻，所以为限流接法，A错误；
B．只有采用分压式接法时，电阻R两端的电压才可以从零开始调节，B错误；
CD．乙图中滑动变阻器的滑片P上联有电阻，所以为分压式接法，电阻R两端的电压可以从零开始调节，C错误D正确。
故选D。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
拿电压表的K接线柱去分别试触b、c两点，发现电流表示数有变化明显，电压表示数基本不变，说明电压表分流作用明显，电阻为大电阻，电流表应该内接，即K接c误差较小，此时测出的电阻为R
与电流表串联后的总电阻，测量结果略微偏大，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．C
【详解】
AB．S分别与a，b接触一下，若电流表读数有显著变化，说明电压表的分流作用明显，S应接b，此时的测量值大于真实值，故AB错误；
CD．S分别与a，b接触一下，若电压表读数有显著变化，说明电流表的分压作用明显，S应接a，此时测量值小于真实值，故C正确，D错误。
故选C。
9．A
【详解】
AB．根据图像，图像的斜率表示电阻的倒数，则a金属丝的电阻随电压升高逐渐增大，a的电阻率随温度的升高而增大，B错误，A正确；
CD．根据图像，图像是倾斜直线，故b金属丝是定值电阻，不随电压变化而变化，则b的电阻率不随温度的升高而变化，CD错误。
故选A。
10．D
【详解】
由题意可知
由此可知，电压表分流对实验影响较大，电流表应采用内接法，故S应接在b点。
设电源的电压为U，电流表的内阻为RA，由题得
U=12V
则有：
S接a时
U=U1+I1RA
即
U=10V+0.2A×RA
S接b时
U=I2（RX+RA）
即
U=0.15A×（RX+RA）
联立解得
Rx=70Ω
即Rx真实值为70
故选D。
11．C
【详解】
图甲中电流表内接，有
电阻的实际值为
图乙中电流表外接，有
故ABD错误；C正确。
故选C。
12．D
【详解】
因为
所以待测电阻阻值更接近电流表内阻，应该用电流表外接法。由于电压表分流，导致电流表测量结果偏大，所以测量值偏小。
故选D。
13．BC
【详解】
AB.电流表示数有明显变化，说明电压表内阻较小，分流较大，应采用电流表内接法，即K接b，可减小误差．故A错误，B正确；
CD.电压表示数有明显变化，说明电流表内阻较大，分压较大，应采用电流表外接法，即K接a，可减小误差．故C正确，D错误。
故选BC。
14．BC
【详解】
解：因电流表读数有显著变化，说明电压表的分流明显，故应采用内接法较为准确，故应将S应接在b处更准确；故BC正确，AD错误；
故选BC．
15．BD
【详解】
AB．若电压表的读数有明显变化，说明电流表的分压作用较强，说明被测电阻是一个小阻值电阻，应选用电流表的外接法，则K应接M测量，故B正确，A错误；
CD．若电流表的读数有明显变化，说明电压表的分流作用较强，说明被测电阻是一个大阻值电阻，应选用电流表的内接法，K应接N测量，故C错误，D正确。
故选BD。
16． 11.050 1.996#1.997#1.998#1.999
【详解】
电阻元件的长度为
金属丝的直径为
17． b 70
【详解】
试题分析：S接a和接b时，电流表的示数变化较大，这说明电压表的分流较大，因此接b点时，采用伏安法测电阻误差较小．设电源的电压为U，电流表的内阻为，由题得：，则有：k接a时，，即：①；k接b时，，即：
②，由①②解得：．
18． 10.50 7.500
【详解】
20分度的游标卡尺，精确度是0.05mm，游标卡尺的读数
螺旋测微器读数
19． < 电流表 > 系统
【详解】
甲电路中电流表的读数大于待测电阻的电流，根据
R＝
可知电阻的测量值小于真实值，即
R1这种针对电流表外接的接法称为外接法；
乙电路中电压表读数大于电阻上电压的真实值，则根据
R＝
可知，测量值大于真实值，即它们之间的关系是
R2>R真
[4]这种误差属于仪器本身造成的系统误差。
20．（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
21．（1） ；（2）电阻R与长度x成正比，；（3）
【详解】
（1）由于电源电动势较小且有滑动变阻器，为减小电流表读数时的误差，电流表选小量程0.6A，实物连接如图所示
（2）R-x图像是一条过原点的直线，说明镍铜丝的电阻R与长度x成正比，图线的斜率为
（3）根据电阻定律
得到
其中
可得
22．（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