3.3测量金属丝的电阻率 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）必修三 3.3 测量金属丝的电阻率 同步练习
一、单选题
1．用伏安法测一未知电阻时，若不知道的大概值，为了选择正确的测量电路以减小测量误差，一位学生把电流表和电压表如图所示接好。只空出电压表的接头不接，然后把分别与电流表的两个接线柱、接触，观察电压表和电流表示数变化情况，则（　　）
A．若电流表示数有明显变化，则应接，测量值偏大
B．若电流表示数有明显变化，则应接，测量值偏小
C．若电压表示数有明显变化，则应接，测量值偏小
D．若电压表示数有明显变化，则应接，测量值偏大
2．某同学用如图所示的电路测电阻，电压表和电流表的读数分别为16V和0.2A，已知电流表的内阻为0.6Ω，那么有关待测电阻Rx的说法正确的是（　　）
A．Rx的测量值比真实值小 B．Rx的真实值为80Ω
C．Rx的真实值为79.4Ω D．由于电流表的分压，无法得到Rx的真实值
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．金属丝电阻约为，电流表电阻约，电压表电阻约。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用下面哪个图（　　）
A． B．
C． D．
5．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
6．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，那么该电阻测得较为准确的数值及它与与真实值比较的情况是（ ）
A．80Ω，大于真实值
B．50Ω，小于真实值
C．80Ω，小于真实值
D．50Ω，大于真实值
7．金属导体中的电流是导体的自由电子在电场作用下做定向运动形成的。已知一段粗细均匀的铜线中通过的电流为2A，设每个铜原子提供一个自由电子为载流子，电子的电量为。另外还有一些可供选择的物理量：阿伏伽德罗常数，铜的摩尔质量，铜线的长度L，铜线的电阻R，铜线的质量m，铜线两端的电压U。则为估算出电子定向运动的速度，从以上物理量中应该选用的是（　　）
A．、、m、R B．、m、U、R C．、、m、L D．、m、L、R
8．在“测定金属的电阻率”实验中，下列关于误差的说法中错误的是（　　）
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 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 可知，对实验结果准确性影响最大的是直径 d 的测量
9．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：该同学测量出圆柱体长度L，圆柱体的直径D，用伏安法较精确地测量出圆柱体电阻为R时，电压和电流分别是U和I，则该圆柱体材料的电阻率ρ为（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示是滑动变阻器的示意图，下列说法正确的是（　　）
A．和串联接入电路中时，向右移动电流增大 B．和串联接入电路中时，向右移动电流减小
C．和串联接入电路中时，向右移动电流减小 D．和串联接入电路中时，向右移动电流减小
11．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图甲所示，则该金属丝的直径为（ ）
A．2.935mm B．2.435mm C．3.035mm D．2.835mm
12．如图对同一未知电阻用甲、乙两种电路分别测量，图甲中两表读数分别为3V，4mA，图乙中两表读数为4V，3.9mA ，则可知的真实值（ ）
A．比略小 B．比略大 C．比略大 D．比略小
13．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
14．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
15．伏安法测定一个阻值约12Ω的电阻，实验室提供直流电压表内阻约为3kΩ，直流电流表内阻约为1 Ω，实验中应采用电流表（　　）
A．外接法，测量值偏大 B．内接法，测量值偏大
C．外接法，测量值偏小 D．内接法，测量值偏小
二、填空题
16．（1）用螺旋测微器测量圆柱体的直径，螺旋测微器的精度为________，示数如图甲所示，此示数为________mm。
（2）用游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图乙所示，此示数为________mm。
17．用游标卡尺可以测量某些工件的外径．在测量时，示数如图所示，则读数为________ mm。
18．根据所学知识完成下面的读数：
（1）在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲所示，读数为______mm。
（2）用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径，示数如图乙所示读数为______cm。
三、解答题
19．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）
20．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。
21．在测电阻的实验中，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。如图，测量电路中电流表的连接方式有两种。计算结果由计算得出，式中与分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为和，则其中哪一个更接近真实值？这个值比真实值偏大还是偏小？请说明原因。
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）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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，此时的测量值偏大，故AB错误；
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，此时电阻的测量值偏小，故C正确，D错误；
故选C。
2．C
【详解】
因为电表内阻已知，根据串并联电路的规律，可以准确地得到出待测电阻Rx的真实值
故选C。
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．D
【详解】
由于滑动变阻器采用限流式接法时流过电源的电流小于分压式接法，电源消耗功率最小时应选用限流式接法。由题知
电流表采用外接法时误差较小，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．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。
6．A
【详解】
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
由于
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
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A正确，BCD错误。
故选A．
考点：考查伏安法测电阻．
【名师点睛】
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．
7．C
可设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，求出导线中自由电子的数目，根据电流的定义式推导出电流的微观表达式，再解得自由电子定向移动的速率。自由电子的数目等于摩尔数与阿弗加德罗常数的乘积，摩尔数等于质量除以摩尔质量。
【详解】
设自由电子定向移动的速率为v，导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t，则
对铜导体研究：每个铜原子可提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为
t时间内通过导体截面的电荷量
则电流强度为
得
由于电流I是已知的，所以不需要使用
计算。故ABD错误，C正确；
故选C。
【点睛】
本题关键要建立物理模型，利用电流表的定义式推导出电流的微观表达式流
再进行求解。
8．B
【详解】
AB．电流表采用外接法时，电压表直接并联在待测金属丝两端，电压表示数即为待测金属丝两端电压的真实值，但电压表的并联分流使得电流表的示数较实际流过待测金属丝的电流大，根据欧姆定律可知，根据电阻定律可知，故A正确，B错误；
CD．由可知，I、d、U、l 中每一个物理量的测量都会引起 ρ 的测量误差，但其中d的次幂为2，其误差在乘方之后也会被“放大”，因此对实验结果准确性影响最大的是直径 d 的测量，故CD正确。
故选B。
9．C
【详解】
根据由欧姆定律及电阻定律可得
联立解得
故选C。
10．D
【详解】
A．当a和b接入电路时，接入电路的电阻为ab的全部电阻，其长度不变，当P向右滑动时，电阻不变，电流不变，故A错误；
B．当b和d接入电路时，接入电路的电阻为Pb部分的电阻，P向右滑动时，其长度减小，接入电路的电阻减小，电流变大，故B错误；
C．当b和c接入电路时，接入电路的电阻为Pb部分的电阻，P向右滑动时，其长度减小，接入电路的电阻减小，电流变大，故C错误；
D．当a和c接入电路时，接入电路的电阻为aP部分的电阻，P向右滑动时，其长度增大，接入电路的电阻增大，电流变小，故D正确。
故选D。
11．A
【详解】
由甲图可知，该金属丝的直径为
故选A。
12．B
【详解】
电压表变化为，相对变化量为；而电流变化为，相对变化量为：，则说明电压表示数变化大，则说明电流表的分压效果较大；故应采用电流表外接法；采用甲电路，电流表示数含电压表的分流，故电流比真实值大。则测量值
即真实值略大于，故B正确，ACD错误；
故选B。
13．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。
14．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。
15．C
【详解】
因为
则应该采用电流表外接；因采用此电路时电压表有分流作用，则电流的测量值偏大，根据
可知，电阻的测量值偏小。
故选C。
16． 0.01mm 8.470##8.469##8.471 20.60
【详解】
（1）[1]螺旋测微器的精度为；
[2]由图可得直径为
（2）[3]由图可得厚度为
17．11.50
【详解】
游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为
10×0.05 mm＝0.50 mm
所以最终读数为
11 mm＋0.50 mm＝11.50 mm
18． 0.267 0.670
【详解】
（1）[1]螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为
所以最终读数为
（2）[2]游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第个刻度和主尺上某一刻度对齐，
所以游标读数为
所以最终读数为
19．（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
20．（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
21．，偏大，原因见解析
【详解】
因为
所以该电阻阻值更接近电压表内阻，采用电流表内接法有利于减小测量误差，即利用图甲测量的结果更接近真实值。图甲电路，因为电流表分压，所以电压表测量的电压偏大，而电流表测量的电流准确，所以根据欧姆定律可知
则，测量结果偏大。
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
考点：本题考查长度的测量、伏安法测电阻
答案第1页，共2页
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