11.3实验：导体电阻率的测量 同步检测Word版含答案— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
11.3实验：导体电阻率的测量
一、单选题
1.用伏安法测阻值约为10Ω的电阻，已知电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻约为10kΩ，则（??
）
A.?应采用内接法，测量值偏小????????????????????????????????B.?应采用内接法，测量值偏大
C.?应采用外接法，测量值偏小????????????????????????????????D.?应采用外接法，测量值偏大
2.某同学用伏安法测小灯泡的电阻时，误将电流表和电压表接成如图所示的电路，接通电源后，可能出现的情况是（??
）
A.?小灯泡被烧坏???????????????????B.?小灯泡不亮???????????????????C.?电流表被烧坏???????????????????D.?电压表被烧坏
3.在如图所示的装置做《验证机械能守恒定律》实验的过程中，下列物理量需要直接测量的是（　　）
A.?重锤的质量?????????B.?重锤下落的高度?????????C.?重力加速度?????????D.?与下落高度对应的重锤的瞬时速度
4.用电流表和电压表测量电阻R的阻值。当按照如图甲所示的方式接入电路测量时，电流表的示数为5.50mA，电压表的示数为2.75V；当按照如图乙所示的方式接入同一电路测量时，电流表的示数为5.55mA，电压表的示数为2.22V。图甲、图乙中的电流表和电压表相同，下列说法正确的是（??
）
A.?电阻的真实值更接近400Ω，且大于400Ω???????????B.?电阻的真实值更接近400Ω，且小于400Ω
C.?电阻的真实值更接近500Ω，且大于500Ω???????????D.?电阻的真实值更接近500Ω，且小于500Ω
5.如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路．以下分析正确的是(??
)
A.?此接法的测量值大于真实值????????????????????????????????B.?此接法的测量值小于真实值
C.?此接法要求待测电阻值小于电流表内阻???????????????D.?开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端
6.关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是
??
A.?对某一确定的导体，当温度升高时，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
B.?由
可知，电阻率
与R、S成正比，
与l成反比
C.?所有材料的电阻率都随温度的升高而增大
D.?由
可知，电阻与电压、电流都有关系
7.已知电流表电阻RA=2Ω，电压表内阻RV=20kΩ，现有一个阻值约为200Ω的待测电阻需要较精确地测量其阻值，那么以下说法中，正确的是(??
)
A.?用电流表内接法测量误差较小??????????????????????????????????????????????????????B.?用电流表外接法测量误差较小
C.?用电流表内接法或用电流表外接法所测量的结果精确程度相同?????D.?无法确定哪种测量方式好
8.两电阻串连接在电压恒定的电源上，用两只精度都很高的不同的电压表分别去测量同一电阻两端的电压，甲表测得示数为10.1V，乙表测得示数为10.3V，则可知（??
）
A.?乙表示数比甲表示数更接近该电阻两端原来的电压
B.?甲表内阻比乙表内阻大
C.?该电阻两端原来电压必小于10.1V
D.?该电阻两端原来电压必在10.1V和10.3V之间
9.有两个经过精确校准的电压表V1和V2
，
当用它们分别来测量图中的电阻RO两端的电压时，读数依次为15.3V和15.8V，那么在未接上电压表时，RO两端的电压应是（??
）
A.?大于15.8V????????????????????B.?小于15.3V????????????????????C.?在15.3V和15.8V之间????????????????????D.?无法确定
10.如图甲、乙是两种测试同一未知电阻的电路，图甲中两表的示数分别是3.0V、4.00mA，图乙中两表的示数分别为4.0V、3.90mA，则待测电阻Rx的真实值为（??
）
A.?略大于750Ω?????????????????????B.?略小于1KΩ?????????????????????C.?略小于750Ω?????????????????????D.?略大于1
KΩ
11.如图所示的是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，那么（??
）
A.?若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a
B.?若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b
C.?若R与电流表的内阻相差不多时，测量R的值时，S应接a
D.?若R与电压表的内阻相差不多时，测量R的值时，S应接a
12.如图所示，甲、乙所示为两种测电阻R的电路，下面说法正确的是（??
）
A.?甲、乙都对，甲比乙的误差小?????????????????????????????B.?甲、乙都对，甲比乙的误差大
C.?甲测大电阻时误差小，乙测小电阻时误差小????????D.?甲测小电阻时误差小，乙测大电阻时误差小
13.在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合开关后，发现电路有故障，电源、电表均完好，电源电动势为E，若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是（??
）
A.?导线??????????????????????????????B.?滑动变阻器??????????????????????????????C.?开关??????????????????????????????D.?待测金属丝
14.如图所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1
，
ad边长为L2
．
当端点Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ、Ⅳ接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2
，
则R1：R2为（??
）
A.?L1：L2?????????????????????????????B.?L2：L1?????????????????????????????C.?L
：L
?????????????????????????????D.?L
：L
15.两只电阻的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（???
）
A.?两电阻的阻值为R1大于R2
B.?两电阻串联在电路中时，R1消耗的功率小于R2消耗的功率
C.?两电阻并联在电路中时，R1的电流小于R2的电流
D.?两电阻串联在电路中时，R1两端电压大于R2两端电压
16.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既减小偶然误差，又直观、简便的方法是(????
)
A.?测出两组I，U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中，即可求出E和r
B.?多测几组I，U的数据，求出几组E，r，最后分别求出其平均值
C.?测出多组I，U的数据，画出U—I图像，再根据图像求E，r
D.?多测出几组I，U数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电压势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
二、实验探究题
17.某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：
（1）先用螺旋测微器测量该导线的直径如图甲所示，则导线的直径d=________mm；
（2）然后在实验室中找到如下实验器材：学生电源灵敏电流计、电流表（两个）、滑动变阻器（两个）、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。他利用现有器材进行了如下实验：
a．按照图乙所示的电路图连接好实验电路；
b．将滑动变阻器R3的滑片调至适当位置，滑动变阻器R1的沿片调至最左端，闭合开关S；
c．将滑动变阻器R1的滑片逐步向右滑动，并反复调节R2和R3使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱R2的数值为4.0
，电流表A1的示数为0.15A，电流表A2的示数为0.30A。
根据上述实验过程，请回答：
①待测电阻Rx的阻值为________
；
②电流表的内阻对测量结果________影响（选填“有”或“无”）；
（3）最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率
=2.82×10-8
·m，则这捆导线的长度为________m。（结果保留三位有效数字）
（4）为提高本实验的精确度可采取的措施是________。（请答出两条措施）
18.图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其电路图如图（b）所示。所用器材有：
压敏电阻RF（无压力时的阻值为50Ω）
电源E1（电动势12V，内阻不计）
电源E2（电动势6V，内阻不计）
毫安表mA（量程30mA，内阻10Ω）
滑动变阻器R1（最大阻值为200Ω）
滑动变阻器R2（最大阻值为60Ω）
开关S，导线若干。
现进行如下操作：
①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于b端位置，然后闭合电键S；
②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变：
③在RF上施加竖直向下的压力F时，毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值；
④将毫安表的表盘从10mA到30mA之间的刻度标记上对应的F值，完成电子秤的设计。请回答下列问题：
（1）实验中应该选择的滑动变阻器是________（填“R1”或“R2”），电源是________（填“E1”或“E2”）；
（2）由图（a）可得出压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为________Ω，实验小组设计的电子测力计的量程是________N。
19.某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化、这种现象称为“压阻效应”。已知
的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值
随压力F变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：
A．压敏电阻，无压力时阻值
B．直流电源，电动势
，内阻不计
C．电流表A，量程为
，内阻不计
D．电压表V，量程为
，内阻为
E．定值电阻
F．滑动变阻器R，最大电阻值约
G．开关S与导线若干
（1）甲同学设计了图1实验电路原理图，请在图2将实物连线图补充完整。
（2）某次压力测试，在电阻
上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则压敏电阻的阻值
=________。
（3）改变F的大小、测得不同的
值，绘成图象如图3所示，可得其斜率
________
（保留两位有效数字）。
阻值和压力F的关系式是
=________（用
、F和k等表示）。
（4）按图1实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻
上施加力F，当电流表满偏时，压力F为________N。
答案解析
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】根据伏安法测电阻的原理，由于电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻约为10kΩ，待测电阻为10Ω，电压表内阻约为待测电阻的1000倍，待测电阻阻值约为电流表的100倍，由此可知该电阻为小电阻，故应采用电流表的外接法；在电流表外接法中，由于电压表的分流作用，电流表的测量值I大于真实值，由欧姆定律
可知，电阻的测量值小于电阻的真实值，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当待测电阻的阻值远大于电流表的内阻时，采用电流表的内接法误差更小，而采用电流表的内接法时，由电流表的分压，电压表所测量的电压偏大，可知测量结果与电阻的真实值间的关系；当电压表的内阻远大于待测电阻的阻值时，应采用电流表的外接法误差更小，而采用电流表的外接法时，由于电压表的分流，电流表所测电流偏大，可知测量结果与电阻的真实值间的关系。
2.【答案】
B
【解析】由于电压表内阻较大，所以电路中的电流非常小，故灯泡几乎不亮，不会被烧坏；电流表中示数很小，不会被烧坏；此时电压表相当于直接接在电源两端，故此时电压表的示数接近电源的电动势.
故答案为：B。
【分析】由于电压表内阻较大，所以电路中的电流非常小，故灯泡几乎不亮，不会被烧坏；电流表中示数很小，不会被烧坏；此时电压表相当于直接接在电源两端，据此即可分析判断。
3.【答案】
B
【解析】根据机械能守恒的表达式mgh=
mv2可知重物的质量没必要必须测量，
实验需要验证mgh=
mv2
，
由于与下落高度对应的重锤的瞬时速度v=
，所以需要直接测量的量是重锤下落的高度，即需要直接测量的是B；
故选：B．
【分析】根据需要验证机械能守恒定律的表达式mgh=
mv2
，
可知需要直接测量重锤运动的距离．
4.【答案】
A
【解析】当按照如图甲和图乙所示的方式接入电路测量时，电流表的示数变|△I|=5.55mA-5.50mA=0.05mA
电压表的示数变化|△U|=2.75V-2.22V=0.53V
由此可知，电压表的示数变化大，说明电流表的内电阻影响大，采用电流表外接更准确，即采用图乙测量更准确，则电阻的真实值接近
根据外接法测量时，电流表的示数偏大，使得测得的电阻偏小，所以电阻的实际值大于400Ω，A符合题意、BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据两表的示数得出那个表的读数变化更显著，若是电压表的示数变化更显著，从而确定那种接法误差更小，从而即可确定电阻的真实值与那个结果更接近；根据内外接法的误差来源进行分析。
5.【答案】
A
【解析】上图是电流表的内接法测电阻，图中电压表示数大于
的两端电压，所以测量值
，
，A符合题意，B不符合题意；内接法的误差是由于电流表的分压造成的，如果待测电阻值比电流表内阻越大，电流表分压作用越小，误差越小，C不符合题意；为了安全期间，以防超过电表量程，滑动变阻器开始要处于最右端，让分压最小，D不符合题意．
故答案为：A．
【分析】电流表内接，电流表分压，使得电压表测得的电阻偏小，结合欧姆定律分析求解电阻的偏差。
6.【答案】
A
【解析】A、对某一确定的导体，当温度升高时，发现它的电阻增大，则由
可知该导体材料的电阻率随温度的升高而增大，A符合题意；
B、电阻率由材料和温度决定，与横截面积和长度无关，B不符合题意；
C、金属的电阻率随温度的升高而增大，有些材料的电阻率与温度无关，C不符合题意；
D、电阻是导体本身的性质，与电压及电流无关，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】电阻的大小是本身的一种属性，与外界的电流、电压无关，电阻和电阻率一般来说会随着温度的升高而升高。
7.【答案】
C
【解析】因
，
，则可知其精确程度相同，则C符合题意，ABD不符合题意，
故答案为：C。
【分析】利用被测电阻的阻值和电压表、电流表阻值可以判别使用外接法和内接法误差相同。
8.【答案】A
【解析】解：电压表的内阻很大，当它并在电阻的两端时使电路总电阻减少，电流增大，所以并联电路以外的电路电压增大，并联电路电压减少．所以电阻的实际电压比10.3V大．电压表电阻越大并联电阻越大，电流越小，电压表读数越大，所以乙表内阻大．而内阻越大，并联电阻越接近电阻阻值，所以乙表读数更接近原来电压．
故选：A．
【分析】电压表的内阻很大，当它并在电阻的两端时使电路总电阻减少，电流增大，所以并联电路以外的电路电压增大，并联电路电压减少．所以电阻的实际电压比10.3V大．电压表电阻越大并联电阻越大，电流越小，电压表读数越大，所以乙表内阻大．而内阻越大，并联电阻越接近电阻阻值，所以乙表读数更接近原来电压．
9.【答案】A
【解析】解：电压表在电路中相当于电阻很大的电阻；
当用电压表与电阻RO并联时，并联部分总电阻减小，故分的电压减小；
在未接上电压表时，电阻R0的电阻大于并联电压表后的并联电阻，故不接电压表时电阻R0分得的电压大于接电压表时的电压表读数；
故A正确，BCD错误；
故选A．
【分析】电压表相当于电阻很大的电阻；当用电压表与电阻RO并联时，并联部分总电阻减小，故分的电压减小．
10.【答案】A
【解析】解：由题意可知，
=
=
，
=
=
，
＞
，则应选择电流表外接法，
待测电阻阻值RX=
=
=750Ω，电流表采用外接法，由于电压表分流作用，
电流测量值大于真实值，由欧姆定律可知，电阻测量值小于真实值，则电阻真实值略大于750Ω，故A正确；
故选：A．
【分析】根据电表示数差值判断电流表应采用哪种接法，然后应用欧姆定律求出电阻阻值．
11.【答案】C
【解析】解：A、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S接b，可减小误差，故A错误；
B、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S接a，可减小误差．故B错误．
C、若R与电流表的内阻相差不多时，即电阻较小，测量R的值时，S应接a，故C正确；
D、若R与电压表的内阻相差不多时，即电阻较大，则测量R的值时，S应接b．故D错误．
故选：C．
【分析】伏安法测电阻时，电流表外接时，误差来自电压表的分流，电流表内接时误差来自电流表的分压，根据电压和电流的变化情况来判断采用内接还是外接法．
12.【答案】D
【解析】解：甲图所示电路是电流表内接法，用它测量电阻时，测量值R测=Rx+RA＞Rx
，
乙图所示电路是电流表外接法，用它测量电阻时，测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值，故测得的电阻值偏小；
电流表内阻越小，R测=Rx+RA＞Rx
，
相对误差就越小；电压表内阻越大，并联电阻阻值相对于测量值的误差越小，故D正确，ABC错误；
故选：D．
【分析】该题中用伏安法测电阻的两种常用电路分别是电流表内接法和电流表外接法，电流表内接法测得的电阻阻值是电流表内阻与待测电阻的串联值的和，电流表外接法测得的电阻阻值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值；用的电流表内阻越小，电压表内阻越大，测量的误差越小．
13.【答案】
D
【解析】解：电流表读数为零，说明是电路中某个与电流表串联的部位断路；
电压表有读数，考虑到实际电压表是大电阻，有微弱的电流流过电压表，故与电压表串联部分正常，是与电压表并联的电阻丝断路，故ABC错误，D正确；
故选：D．
【分析】电流表读数为零，说明是电路中某个部位断路；电压表有读数，考虑到实际电压表是大电阻，有微弱的电流流过电压表，故与电压表串联部分正常．
14.【答案】
C
【解析】解：当端点I、Ⅱ接入电路时，根据电阻定律，电阻R1=ρ
．
当端点Ⅲ、Ⅳ接入电路时，根据电阻定律．电阻R2=ρ
．
则
R1：R2=L
：L
．C符合题意，A、B、D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】根据电阻定律R1=ρ
，
结合题目条件代入数据求解电阻的比值即可。
15.【答案】
B
【解析】【分析】本题为图象分析问题，在图中任意做一条与纵轴垂直的直线，则与两图象的交点为电流相同点，对应的横坐标得出电压值，则由欧姆定律可进行比较电阻．两电阻串联在电路中时，电流相等，两电阻并联在电路中时，电压相等．
A．由下图可知，
当电流相同时，R2两端的电压大于R1两端的电压，即U2＞U1
，
由欧姆定律得：
所以当电流相同时，电压越大，导体的电阻就越大，即R2＞R1
．
故A错误；
B．两电阻串联在电路中时，电流相等，根据P=I2R可知：R1消耗的功率小于R2消耗的功率，故B正确；
C．两电阻并联在电路中时，电压相等，根据得：R1的电流大于R2的电流，故C错误；
D．两电阻串联在电路中时，电流相等，根据A的分析可知：即U2＞U1
，
故D错误。
故选B。
【点评】本题为图象分析问题，要能从图象中得出有效信息，两电阻串联在电路中时，电流相等，两电阻并联在电路中时，电压相等。
16.【答案】
C
【解析】【分析】做实验时图像法是最科学的方法，所以可以测出多组I，U的数据，画出U—I图像，再根据图像求E，r，C正确，
【点评】在处理实验数据的时候，图像法是一种比较科学的方法
二、实验探究题
17.【答案】
（1）1.410(±0.001均可）
（2）2.0；无
（3）111
（4）提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值
【解析】(1)导线的直径d=1mm+0.01mm×41.0=1.410mm
(2)①电流计G的示数为0，可知R2和Rx两端的电压相等，即
解得
?
②由以上分析可知，电流表的内阻对测量结果无影响；
(3)根据
可得
带入数据解得l=111m
(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是：提高电流计G的灵敏度；调整R2、R3的阻值，多次测量Rx取平均值；在导线上不同位置多次测量直径取平均值。
【分析】（1）利用螺旋测微器结构可以读出对应的读数；
（2）当电流计示数等于0时其R2和Rx两端电压相等，结合欧姆定律可以求出电阻的大小；由于利用桥式电路则其电流表内阻对测量值没有影响；
（3）利用电阻定律结合欧姆定律可以求出导线的长度；
（4）提高实验精确度可以从读数及电流计的灵敏度入手。
18.【答案】
（1）R1；E2
（2）；0~800N
【解析】（1）毫安表示数为30mA时，由闭合电路欧姆定律，有
若选电源
，可求滑动变阻器电阻为
，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源
，求得此时滑动变阻器电阻为
，故只能选
。
（2）由图（a）利用数学知识可求得，压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为
毫安表示数为10mA时，压力最大，由闭合电路欧姆定律，有
联立两式解得：压力最大值为
，故电子测力计的量程为0~800N。
【分析】（1）利用欧姆定律结合电路中电阻的大小可以判别电动势的大小；利用电动势的大小可以判别滑动变阻器的阻值大小；
（2）利用图像斜率和截距可以写出压敏电阻和压力的表达式；利用欧姆定律结合电流表的读数可以求出压力的最大值。
19.【答案】
（1）
（2）
（3）1.7~1.9；
（4）185~199
【解析】(1)图1是分压式接法，电流表是内接法，根据电路图可得实物图为
(2)由图可知
两端电压为
电流表测量
的电流，所以
(3)由图可得，图线斜率为
图线与
轴的截距是400Ω，有一次函数可得
(4)电压表满偏是
为
则
【分析】（1）利用电路图进行实物图连线；
（2）利用并联电路的特点结合欧姆定律可以求出电阻的表达式；
（3）利用图像斜率及截距可以求出电阻和压力的函数式；
（4）电压表满偏时可以求出电阻的大小，利用电阻的大小可以求出压力的大小。