人教版（2019）必修第三册《11.3 实验：导体电阻率的测量》2023年同步练习卷
一、选择题
1．某学校学生在开展“测金属电阻率”研究性学习活动中，对有关金属（灯泡中的钨丝）、半导体（二极管）（标准电阻）及超导材料的电阻率查阅了大量资料，提出了下列一些说法（ ）
A．金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而不发生显著变化制成的
B．标准电阻是利用合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化制成的
C．半导体材料的电阻率随温度升高而增大
D．当温度为绝对零度时，某种材料电阻率突然为零，这种现象叫超导现象
二、填空题
2．游标卡尺和螺旋测微器是较为精密的长度测量仪器，请回答下列问题：
（1）图1中游标卡尺的精度为 mm，其读数为 cm。
（2）图2中螺旋测微器的精度为 mm，其读数为 mm。
3．一根细长而均匀的金属管线样品，长约为60cm，电阻大约为6Ω。截面图如图1所示。
（1）用螺旋测微器测量金属管线的外径，示数如图2所示，金属管线的外径为 mm。
（2）金属管线样品材料的电阻率为ρ，通过多次测量得出金属管线的电阻为R，金属管线的外径为d，在利用伏安法测出样品电阻的基础上，还需要测量的物理量是 。计算中空部分截面积的表达式S＝ 。
4．用刻度尺测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，金属丝的匝数为39。从图中示数能计算出金属丝的直径为 mm。
5．某同学在做测量灯泡电阻阻值的实验中，调节滑动变阻器得到了两组灯泡的电流与电压数据，如图甲、乙、丙、丁所示。电流表量程为0.6A，所示读数为：甲 、乙 、丙 、丁 。两组数据得到的灯泡电阻分别为 和 。
三、多选题
（多选）6．在“导体电阻率的测量”的实验中，以下操作中正确的是（ ）
A．用米尺测量金属丝的全长，且测量3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的不同位置测量3次，算出直径的平均值
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
四、实验题
7．某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率ρ，完成下列测量：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度，如图甲所示，由图可知其长度为 cm。
（2）用螺旋测微器测量其直径，如图乙所示，由图可知其直径为 mm。
8．某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验中，欲先采用伏安法测出金属丝的电阻Rx，已知金属丝的电阻约为20Ω，实验室中有以下器材可供使用：
A.电压表0～3V，内阻约为5kΩ；
B.电压表0～15V，内阻约为50kΩ；
C.电流表0～150mA，内阻为0.5Ω；
D.滑动变阻器（0～5Ω）；
E.滑动变阻器（0～200Ω）；
F.电动势约为4V、内阻不计的电源，开关及导线若干。
（1）分别用螺旋测微器（图甲）和游标卡尺（图乙）测量电热丝的直径d和长度L mm，长度L＝ cm；
（2）为使测量范围尽可能大，电压表应选 ，滑动变阻器应选 （填写器材前字母序号）；
（3）请在图丙虚线框中将电路图补充完整。
9．科研小组成员的同学，利用暑期放假撰写“测量某金属电阻率”的社会实践报告，特意从家里找了一根长为L的空心金属管。如图甲所示，实验室中的备用器材如下：
A．电池（6V，内阻很小）
B．电流表A1（0～3A，内阻约0.025Ω）
C．电流表A2（0～0.6A，内阻约0.25Ω）
D．电压表V1（0～3V，内阻约3kΩ）
E．电压表V2（0～6V，内阻约6kΩ）
F．滑动变阻器R1（0 20Ω，1A）
G．滑动变阻器R2（0 500Ω，0.3A）
H．电键、导线
（1）若所测金属管的电阻约为12Ω，要用伏安法尽量准确地测量其阻值，则电流表应选用 ，电压表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（填对应的字母）
（2）为了尽可能减小测量误差，需要金属管上所加电压能够从零开始变化，且变化范围比较大
（3）利用电压表测量值U、电流表测量值I和题中所述物理量，推导出金属管电阻率的计算公式 。
10．用螺旋测微器测量某一物体厚度时，示数如图所示，读数是 mm．游标卡尺可以测量某些工件的外径。在用二十分度的游标卡尺测量时，示数如图所示，则读数是 mm。
11．某小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻实验中，根据同一组数据进行正确描点后，甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线，根据你对实验的理解，你认为 同学的图线正确，根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为 Ω．（保留两位有效数字）
12．在“测量金属丝的电阻率”实验中：
（1）测量一段电阻约为几欧姆金属丝的电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示，若电流表内阻约为几十欧姆，量程为0﹣0.6A或0﹣3A，量程为0﹣3V或0﹣15V，用笔画代替导线完成电路连线。
（2）合上开关之前，图1中滑动变阻器滑片应置于最 （选填“左”或“右”）端。
（3）连好电路之后，合上开关，调节滑动变阻器，然后求电阻平均值，乙同学通过U﹣I图像求电阻。则两种求电阻的方法更合理的是 （选填“甲”或“乙”）
（4）两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流Ig＝300μA的表头G改装成电流表。如图2所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，改变L，重复上述步骤，作出I﹣图像如图3所示。则I﹣ mA m。若要把该表头G改装成量程为6mA的电流表，需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端。（结果均保留两位有效数字）
13．“伏安法”测量电阻丝的电阻率的实验电路图如图甲所示，图中Rx表示电阻丝，R是一个滑动变阻器。通过测量电阻丝的长度为L，通过螺旋测微器可以测得电阻丝的直径D
（1）从图中可知电阻丝的直径D＝ ；
（2）若实验得到的电压表示数为U，电流表示数为I，则电阻率的计算表达式为 （用U、I、L、D表示）。
（3）如果只考虑电阻测量导致的电阻率的误差，则测量值相比于真实值 （填“偏大”或者“偏小”）。
14．如图所示，游标卡尺的读数为 mm，螺旋测微器的读数为 m
五、解答题
15．用螺旋测微器测量合金丝的直径．为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图所示的部件 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）．从图中的示数可读出合金丝的直径为 mm．
人教版（2019）必修第三册《11.3 实验：导体电阻率的测量》2023年同步练习卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【分析】金属电阻率随温度的升高而升高，半导体的电阻率随温度的升高的降低；当材料处于低温时其电阻率突然为零，这种现象叫超导现象．
【解答】解：A、金属温度计是利用金属材料的电阻率随温度升高而而升高制成的；
B、合金材料的电阻率几乎不随温度变化而变化，故B正确；
C、半导体材料的电阻率随温度升高而减小；
D、当温度降低到绝对零度附近时，这种现象叫超导现象，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查对电阻率与温度、材料关系的了解程度，本题涉及的知识点较多，但难度不大，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握．
二、填空题
2．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
【解答】解：（1）由图1可知，游标卡尺的游标总格数为20格，但原理与20个分度，故其精度为0.05mm，游标尺上第11个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以最终读数为：8mm+0.55mm＝9.55mm＝6.955cm。
（2）螺旋测微器的精度为0.01mm；螺旋测微器的固定刻度为4mm，所以最终读数为5mm+0.470mm＝4.770mm，最后的结果可以在3.469～4.471之间。
故答案为：（1）0.05；4.955；4.470（4.469～2.471）
【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量。
3．【分析】（1）螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；
（2）根据电阻定律求出导体电阻的横截面积，用大圆的面积减去电阻的横截面积，即为中空部分的截面积。
【解答】解：（1）螺旋测微器的固定刻度是0.01mm，可动刻度是：0.01mm×12.2.0＝0.125mm；
②还需要测量的物理量是管线长度L。
根据R＝ρ，则阴影部分的面积：S0＝，则中空部分的截面积。
故答案为：（1）1.125；（2）管线长度L、。
【点评】解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握电阻定律的公式，掌握如何确定电流表的内外接．
4．【分析】根据图示刻度尺确定其分度值，读出其读数，然后求出金属丝的直径。
【解答】解：由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，金属丝的直径d＝＝。
故答案为：5.648
【点评】理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提与关键。
5．【分析】根据表针指示的位置进行读数，根据电阻的计算公式求解电阻的大小。
【解答】解：电流表的量程为0.6A，最小刻度为6.02A，故分别为0.10A；
电压表的量程为3V，最小刻度为6.1V，故分别为2.00V；
由R＝代入数据可得R5＝Ω≈7.3Ω，R2＝＝2.4Ω
故答案为：0.10A；0.24A；6.29V；2.9Ω。
【点评】本题主要是考查了电压表和电流表的读数问题，关键是掌握两种电表的读数方法，需要估读的一定要估读。
三、多选题
6．【分析】本题考查测定金属电阻率实验的操作，以及实验的注意事项，根据实验的规范化要求解答就。
【解答】解：A、在“测定金属的电阻率”的实验中，而不是全长，不能用米尺；
B、为了减小实验误差，算出其平均值；
C、金属丝电阻很小，应采用电流表外接法，电压表的分流作用很小，故C错误；
D、金属丝的电阻率随温度的改变而改变，应保持温度不变。
故选：BD。
【点评】本题难点在于电流表的内外接法，要掌握内外接法对实验产生误差的影响，知道减小理论误差的方法。
四、实验题
7．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
【解答】解：游标为20分度，其测量精度为0.05mm，游标读数为3×8.05mm＝0.15mm 所以最终读数为50.15mm＝5.015cm；
螺旋测微器固定刻度读数为6.5mm，可动刻度读数为19.9×2.01mm＝0.199mm
故答案为：（1）5.015 （2）3.699
【点评】本题考查了常见测量工具的读数方法，要注意明确螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数，螺旋测微器需要估读，而游标卡尺在读数时不需要估读。
8．【分析】（1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度读数的和是螺旋测微器的读数；游标卡尺主尺与游标尺读数的和是游标卡尺读数。
（2）根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
（3）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路图。
【解答】解：（1）由图甲所示螺旋测微器可知，电热丝的直径d＝5.5mm+40.3×0.01mm＝5.900mm
由图乙所示游标卡尺可知，游标尺是20分度的，电热丝的长度L＝100mm+10×3.05mm＝100.50mm＝10.050cm
（2）电源电动势是4V，电压表应选择A。
（3）由于待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据；
由于电流表内阻已知，电流表应采用内接法
故答案为：（1）5.900；10.050；D；（3）实验电路图如上图所示。
【点评】理解实验原理撒解题的前提，要掌握常用器材的使用方法与读数方法；确定电流表与滑动变阻器的接法是作实验电路图的关键。
9．【分析】（1）为了保持电路安全和方便调节，滑动变阻器采用分压式接法，据此选择滑动变阻器；
根据电源电动势选择滑动变阻器；
根据欧姆定律估算电流，然后选择电流表；
（2）根据电压表内阻、待测电阻和电流表内阻的大小关系确定电流表的内、外接法；滑动变阻器采用分压式接法，据此完成电路图；
（3）根据欧姆定律、电阻定律求解电阻率。
【解答】解：（1）为了保持电路安全和方便调节，滑动变阻器采用分压式接法；
因为电源电压约为6V，所以电压表选E；
通过金属管的电流最大值约为，故电流表选C。
（2）由于，
满足，因此电流表外接；
要求电压表的示数从零开始变化，且变化范围比较大，电路如图所示：
（3）根据欧姆定律，待测电阻
根据电阻定律
解得，金属管电阻率的计算公式为
故答案为：（1）C；E；F；（2）见解析。
【点评】本题考查了“测量某金属电阻率”的实验，要理解实验原理，掌握实验器材的选取依据；注意金属管横截面积的正确求解。
10．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
【解答】解：螺旋测微器的读数为：d＝4.5mm+10.3×0.01mm＝4.602mm；
游标卡尺的读数为l＝61mm+14×mm＝61.70mm。
故答案为：（1）4.602（4.601～6.603均正确） （2）61.70
【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量，注意游标卡尺不需要估读，而螺旋测微器一定要估读。
11．【分析】根据欧姆定律I＝，同一电阻阻值不变，故U﹣I图象是经过坐标原点的直线，根据R＝求解电阻。
【解答】解：根据欧姆定律I＝，同一电阻阻值不变，故甲图象图象正确；
电阻为：R＝＝＝3.6Ω；
故答案为：3.8。
【点评】本题关键明确定值电阻的U﹣I图象是一条经过坐标原点的直线，图象的斜率表示电阻，简单。
12．【分析】（1）根据电表的误差分析判断电流表的接法，估算最大电流，选择电流表量程；
（2）从保护电路，使电路电流最小分析判断；
（3）利用图像处理数据误差更小；
（4）根据图像斜率和截距的物理意义计算。
【解答】解：（1）由题中条件可知
则电流表应采用外接法，电路中最大电流为
故电流表应选量程3﹣0.6A，实物图连线如图所示
（2）合上开关之前，为保护电路，故图7中滑动变阻器滑片应置于最左端；
（3）利用图像处理数据，误差更小；
（4）根据图像可知，斜率为
由图像可知6mA电流对应的横轴坐标为
解得L＝6.40m
故答案为：（1）见解析；（2）左；（4）2.3。
【点评】本题考查测量金属丝的电阻率实验，要求掌握实验原理、实验电路和数据处理。
13．【分析】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，测量值＝固定刻度上对应示数（mm）+对齐格数（估读一位）×精确度；
（2）（3）根据欧姆定律求Rx，根据电阻定律解得电阻率，从而分析误差。
【解答】解：（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，电阻丝的直径为D＝0.4mm+35.7×0.01mm＝2.857mm
（2）根据题意有U＝IRx
根据电阻定律有Rx＝
其中S＝
联立解得
ρ＝
（3）电路采用电流表外接，测得电阻值偏小。
故答案为：（1）0.857；（2）
【点评】本题考查了电阻及电阻率的测定，根据欧姆定律结合电阻定律是解题的关键。
14．【分析】解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标尺读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，再读可动刻度读数时需估读。
【解答】解：游标卡尺的分度值为0.05mm，游标卡尺的主尺读数为22mm，所以游标尺读数为6×2.05mm＝0.30mm，
所以最终读数为：22mm+0.30mm＝22.30mm。
螺旋测微器的固定刻度为6.5mm，可动刻度为13.3×5.01mm＝0.133mm。
故答案为：22.30，5.633。
【点评】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量，同时注意游标卡尺不估读，螺旋测微器要估读。
五、解答题
15．【分析】为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，注意其精度是0.01mm．
【解答】解：为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧固定螺钉B．
螺旋测微器的固定刻度读数为0mm，可动刻度的读数为：0.01mm×41.8＝0.410mm．
故答案为：B；0.410
【点评】本题要掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
