2022屆高考物理一輪復習電學實驗專項訓練（四）實驗：測量導體電阻與電阻率1.某同學在測量一種均勻新材料電阻絲的電阻率，已知待測電阻的阻值約為，相關測量如下：（1）用刻度尺測量電阻絲的接入長度為。（2）用螺旋測微器測量電阻絲直徑（刻度位置如圖甲所示），從圖中讀出電阻絲的直徑為________mm。（3）現(xiàn)要進一步精確測量其阻值，實驗室提供了以下相關器材（要求測量結果盡量準確）：A.電池組（電壓為3 V）B.電流表（0~3 A，內阻約）C.電流表（0~0.6 A，內阻約）D.電壓表（0~3 V，內阻約）E.電壓表（0~15 V，內阻約）F.滑動變阻器（0~，額定電流1 A）G.滑動變阻器（0~，額定電流0.3 A）H.開關，導線①實驗時應選用的器材是________。（填寫各器材的字母代號）②以下電路圖中_________（選填電路圖下方的字母代號）電路為本次實驗應當采用的最佳電路。但用此最佳電路測量的結果會比真實值_______（選填“偏大”或“偏小”）。A. B.C. D.③若根據(jù)伏安法測出電阻絲的阻值為，則這種新材料電阻絲的電阻率為__________（結果保留2位有效數(shù)字）。（4）用伏安法測金屬絲電阻存在系統(tǒng)誤差，為了減小系統(tǒng)誤差，有人設計了如圖乙所示的實驗方案，其中是待測電阻，是電阻箱，是已知阻值的定值電阻。合上開關S，靈敏電流計的指針偏轉，將調至阻值為時，靈敏電流計的小數(shù)為零。由此可計算出待測電阻___________。（用表示）2.某科技創(chuàng)新實驗小組采用不同的方案測量某合金絲的電阻率及電阻。（1）小明同學選取圖甲方案測定合金絲電阻率。若合金絲長度為,直徑為,阻值為,則其電阻率______;螺旋測微器測合金絲的直徑如圖乙所示,讀數(shù)為______。（2）小亮同學利用如圖丙所示的實驗電路測量的阻值。閉合開關,通過調節(jié)電阻箱,讀出多組和值,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出圖線如圖丁所示,不計電源內阻,由此可以得到_______的測量值與真實值相比_______（填“偏大偏小”或“相等”）。3.某探究小組計劃測量某金屬絲的電阻率。
(1)小組成員取了一段長的粗細均勻的金屬絲，用螺旋測微器測量其直徑如圖甲所示，由圖甲可知該金屬絲的直徑______。

(2)小組成員先用多用電表粗測該段金屬絲的阻值，將選擇開關調在電阻擋的“”倍率，并進行歐姆調零，再將被測金屬絲的兩端接在兩個表筆間，指針指示如圖乙所示，則被測金屬絲的阻值______。
(3)為了精確測量這段金屬絲的電阻，實驗室給出了以下實驗器材：
電池組：電動勢為，內阻約為；
電壓表：量程，內阻約為；
電壓表：量程，內阻約為；
電流表：量程，內阻約為；
電流表：量程，內阻約為；
定值電阻：；
滑動變阻器：阻值范圍，額定電流為；
開關、導線若干。
為了盡可能減小實驗測量的誤差，電壓表應選______，電流表應選______。根據(jù)選用的器材，在圖丙方框中補充完整實驗電路圖(標出實驗器材的代號，金屬絲電阻用表示)。
(4)根據(jù)電路圖連接好電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器，若某次測量中電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，則該金屬絲電阻率的表達式為______(用相應的字母符號表示)。由于電阻測量存在系統(tǒng)誤差，使得電阻率的測量值比真實值______(選填“大”或“小”)。4.在“測定金屬的電阻率”的實驗中：(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，其示數(shù)如圖甲所示，則該金屬絲直徑的測量值______；(2)連接電路前，先用多用電表檔粗略測量金屬絲的電阻，其示數(shù)如圖乙所示則該電阻絲電阻值約為________。使用多用電表歐姆擋測電阻時，下列說法正確的是________。A．歐姆表的每一檔的測量范圍是B．換用不同倍率的歐姆擋后不需進行歐姆調零C．測量時應該用兩手分別將兩表筆與待測電阻兩端緊緊捏一起D．選擇適當倍率的歐姆擋，使測量時表針落在刻度盤的中間區(qū)域，誤差較小(3)為了較準確地測出電阻值，圖丙所示電路圖電壓表右觸頭接_______（或）；選用該電路圖測量電阻時，測量值_______真實值（選填“大于”、“等于”、“小于”）。(4)實驗中除開關、若干導線之外還提供下列器材：電壓表（量程，內阻約）；電流表（量程，內阻約）；電流表（量程，內阻約）；滑動變阻器（）；滑動變阻器（）；電源（電動勢為，內阻不計）。為了調節(jié)方便，測量準確，實驗中電流表應選________，滑動變阻器應選__________。（選填器材的名稱符號）(5)若通過測量可知，金屬絲的長度為，直徑為，通過金屬絲的電流為，金屬絲兩端的電壓為，由此可計算得出金屬絲的電阻率_________。（用題目所給字母和通用數(shù)學符號表示）5.某物理興趣小組測量一小段某材料制成的電阻絲的電阻率。（1）先用螺旋測微器測量電阻絲的直徑d，如圖甲所示，其直徑_____mm；再用游標卡尺測量電阻絲的長度L，如圖乙所示，其長度_______cm，最后用多用電表粗測其電阻，如圖丙所示，其電阻________Ω。（2）為了準確測量電阻絲的電阻，某同學設計了如圖丁所示的電路。①根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導線連接如圖戊所示的實物電路。②閉合，當接a時，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為；當接b時，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則待測電阻的值__________（用題中的物理量符號表示）。③若電阻絲的長度為L，橫截面直徑為d，則該材料制成的電阻絲的電阻率_____（用題中的物理量符號表示）。6.某實驗小組利用如圖（a）所示的電路探究在25 ℃~80 ℃范圍內某熱敏電阻的溫度特性。所用器材有：置于溫控室（圖中虛線區(qū)域）中的熱敏電阻，其標稱值（25 ℃時的阻值）為；電源E（6 V）；電壓表（量程150 mV）；定值電阻（阻值），滑動變阻器（最大阻值為）；電阻箱（阻值范圍0~）；單刀開關，單刀雙擲開關。實驗時，先按圖（a）連接好電路，再將溫控室的溫度t升至80.0 ℃。將與1端接通，閉合，調節(jié)的滑片位置，使電壓表讀數(shù)為某一值；保持的滑片位置不變，將置于最大值，將與2端接通，調節(jié)，使電壓表讀數(shù)仍為；斷開，記下此時的讀數(shù)。逐步降低溫控室的溫度t，得到相應溫度下的阻值，直至溫度降到25.0 ℃。實驗得到的數(shù)據(jù)見下表。25.030.040.050.060.070.080.0900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題：（1）在閉合前，圖（a）中的滑片應移動到________（填“a”或“b”）端；（2）在圖（b）的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點，并作出曲線；（3）由圖（b）可得到在25 ℃~80 ℃范圍內的溫度特性，當℃時，可得________Ω；（4）將握于手心，手心溫度下的相應讀數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)為_____Ω，則手心溫度為________℃。7.在學校社團活動中，某實驗小組先將一只量程為的微安表頭改裝為量程為的電流表，然后用改裝的電流表測量未知電阻的阻值。可供選擇的實驗器材有：微安表頭(量程，內阻約為幾百歐姆)滑動變阻器()滑動變阻器()電阻箱()電源(電動勢約為)電源(電動勢約為)開關、導線若干(1)實驗小組先用如圖(a)所示電路測量表頭的內阻，實驗方法是：A．按圖(a)連接好電路，將滑動變阻器的滑片調至圖中最右端；B．斷開，閉合，調節(jié)滑動變阻器的滑片位置，使滿偏；C．閉合，并保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節(jié)電阻箱的阻值，使表頭的示數(shù)為，記錄此時電阻箱的阻值，①實驗中電源應選用_____________，滑動變阻器應選用_________(選填儀器字母代號)；②測得表頭的內阻_______，表頭內阻的測量值較其真實值______(選填“偏大”或“偏小”)；(2)實驗測得的內阻，要將表頭改裝成量程為的電流表，應選用阻值為______的電阻與表頭并聯(lián)；(3)實驗小組利用改裝后的電流表，用圖(b)所示電路測量未知電阻的阻值。測量時電壓表的示數(shù)為，表頭的指針指在原電流刻度的處，則______。8.溫度傳感器的核心部分是一個熱敏電阻。某課外活動小組的同學在學習了伏安法測電阻之后，利用所學知識來測量由某種金屬制成的熱敏電阻的阻值?？晒┻x擇的實驗器材如下：
A.直流電源，電動勢，內阻不計；
B.毫安表，量程為，內阻約為；
C.毫安表，量程為，內阻；
D.定值電阻；
E.滑動變阻器；
F.被測熱敏電阻，開關、導線若干。(1)實驗要求能夠在范圍內，比較準確地對熱敏電阻的阻值進行測量，請在圖甲的方框中設計實驗電路。
(2)某次測量中，閉合開關，記下毫安表的示數(shù)和毫安表的示數(shù)，則計算熱敏電阻阻值的表達式為______(用題給的物理量符號表示)。
(3)該小組的同學利用圖甲電路，按照正確的實驗操作步驟，作出的圖象如圖乙所示，由圖可知，該熱敏電阻的阻值隨毫安表的示數(shù)的增大而______填“增大”“減小”或“不變“。
(4)該小組的同學通過查閱資料得知該熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關系如圖丙所示。將該熱敏電阻接入如圖丁所示電路，電路中電源電壓恒為，內阻不計，理想電流表示數(shù)為，定值電阻，則由以上信息可求出定值電阻的阻值為______，此時該金屬熱敏電阻的溫度為______℃。9.老師讓小明和小華在實驗室盡可能精確地測量一段金屬絲的電阻，這段金屬絲的電阻約，實驗室提供的器材如下：
A.量程，內阻為的電流表
B.量程，內阻為的電流表
C.量程，內阻的電壓表
D.定值電阻
E.定值電阻
F.最大阻值，最大允許電流的滑動變阻器
G.最大阻值，最大允許電流的滑動變阻器
H.電動勢為，內阻很小的直流電源
I.開關一個，導線若干
(1)為了盡可能精確地測量該金屬絲的電阻值，電流表應選用______(填或)；定值電阻應選用______(填或)；滑動變阻器應選用______(填或)。
(2)在虛線框中畫出測量電路圖，并標好所用器材的符號。
(3)如果電壓表讀數(shù)為、電流表指針指在量程的處，則該金屬絲的電阻為______(結果保留4位有效數(shù)字)10.某實驗探究小組為了測量鉛筆芯的電阻率，在實驗室中取一段2B鉛筆芯，長度約為10 cm，具體操作步驟如下：（1）首先將多用電表的選擇開關旋轉到“”擋，歐姆調零后，紅、黑表筆接鉛筆芯兩端，指針穩(wěn)定時的位置如圖1所示，則多用電表的讀數(shù)為_________Ω。（2）再用螺旋測微器測鉛筆芯的直徑如圖2所示，則該鉛筆芯直徑為______mm；然后用游標卡尺測鉛筆芯的長度如圖3所示，則鉛筆芯長度為_______mm。（3）接下來該小組要用“伏安法”測量該鉛筆芯的電阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：A.電流表（量程0~100 mA，內阻為）B.電流表（量程0~30 mA，內阻為）C.電壓表（量程0~3 V，內阻約）D.電壓表（量程0~15 V，內阻約）E.滑動變阻器（0~，額定電流0.3 A）F.滑動變阻器（0~，額定電流0.01 A）G.蓄電池（電動勢為4 V）、開關、導線實驗時要求兩電表能在較大范圍偏轉，且能準確測量鉛筆芯的電阻值，則電流表應選______、電壓表應選_________、滑動變阻器應選__________；（填寫器材前的字母）并畫出實驗電路圖（鉛筆芯在電路中用電阻器符號表示）。（4）在某次測量時，若電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，則鉛筆芯的電阻率的數(shù)學表達式為____________。（用已知量的符號及字母表示）
 答案以及解析1.答案：（2）0.600（3）①ACDFH②A；偏小③（4）解析：（2）螺旋測微器的讀數(shù)為。（3）①需要電源，故選用A，因待測電阻約6 Ω，可知實驗過程中電流較小，故選用電流表C；電源提供3 V電壓，故選用電壓表D；為了方便操作，選用較小的滑動變阻器，故選用F，連接電路需要導線和開關，故選擇H。②因電源不宜在長時間、大功率狀況下使用，故滑動變阻器不能用分壓式接法，應用限流式接法，又因待測電阻阻值遠小于電壓表內阻，故電流表應用外接法，故電路圖A為最佳電路。根據(jù)歐姆定律知，由于電壓表的分流作用而使得電阻測量值偏小。③根據(jù)電阻定律有，其中，所以。（4）根據(jù)串并聯(lián)電路特點及歐姆定律可知，由于電流計示數(shù)為零，則說明電流計兩端的電勢相等，則一定有，兩式聯(lián)立可得。2.答案：(1);4.700(2)10;偏大解析：(1)合金絲的電阻,解得電阻率。螺旋測微器主尺的讀數(shù)為4.5 mm,副尺的讀數(shù)為20.0×0.01 mm=0.200 mm,則螺旋測微器讀數(shù)為4.5 mm+0.200 mm=4.700 mm。(2)在閉合電路中,電源電動勢,則由圖象可知圖象斜率為：得電源電動勢為：,圖象截距b=2.5,可得；測量值為待測電阻與電流表內阻之和,所以測量值偏大。3.答案：(1)5.500(2)80(3);；如圖所示：(4); 小解析：(1)螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為，正好0刻度對齊，則金屬絲的直徑為：；
(2)歐姆表選擇開關調在“”的電阻擋，示數(shù)為；則被測金屬絲的阻值；
(3)電源電動勢為，則電壓表選擇；流經(jīng)金屬絲的最大電流約為：，
電流表量程過大，電流表量程過小，由于定值電阻阻值太大，不能用來改裝電流表，
但定值電阻可與金屬絲串聯(lián)減小最大電流，故可以用電流表測電流即可；
電壓表內阻遠大于待測電阻，可用電流表外接；
滑動變阻器R的阻值范圍，小于金屬絲的阻值，為了盡可能的多測幾組數(shù)據(jù)，滑動變阻器采用分壓接法，
補全電路如圖所示；

(4)結合電路圖根據(jù)歐姆定律得：由電阻定律得：
又聯(lián)立解得：
因電壓表的分流作用使得電流的測量值偏大，根據(jù)式可知電阻率的測量值偏小。4.答案：(1)(2)(3);小于(4)(5)解析：(1)螺旋測微器固定刻度為，可動刻度為，所以最終讀數(shù)為；(2)該電阻絲電阻值約為：；A.歐姆表的每一檔的測量范圍是，故A正確；B.用歐姆表測電阻前要進行歐姆調零，用同一擋位測不同的電阻不需要重新進行調零，換擋后必須進行歐姆調零，故B錯誤；C.人體是導體，用歐姆表測電阻時不能用手捏住表筆，故C錯誤；D.由于中間刻度較均勻，所以測量時表針落在刻度盤的中間區(qū)域，誤差較小，故D正確；故選：AD。(3)待測電阻的阻值小，所以采用電流表內接，而由于電壓表分流的原因使得電流表測量值偏大，根據(jù)歐姆定律可知，電阻的測量值偏?。?/span>(4)通過金屬絲的最大電流約為：,電流表應選擇；為方便實驗操作,滑動變阻器應選擇。(5)由歐姆定律可知,電阻阻值為：，由電阻定律得：電阻率為：；5.答案：（1）1.350；4.230；6.0（2）①實物連線圖如圖所示（其他正確接法也可）②③解析：（1）根據(jù)螺旋測微器讀數(shù)規(guī)則，電阻絲的直徑；根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則，電阻絲的長度；根據(jù)多用電表讀數(shù)規(guī)則，電阻。（2）①根據(jù)電路圖連線。②閉合，當接a時，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，設電流表內阻為，由歐姆定律，；當接b時，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，由歐姆定律，；聯(lián)立解得。③由電阻定律，導線橫截面積，解得。6.答案：（1）b（2）如圖（3）450（4）620.0；33解析：（1）題圖（a）的電路滑動變阻器采用限流接法，在閉合前，應該調節(jié)到接入電路部分的阻值最大，使電路中電流最小，即題圖（a）中的滑片應移到b端。（2）將和對應的兩組數(shù)據(jù)畫在坐標圖上，然后用平滑曲線過盡可能多的數(shù)據(jù)點畫出曲線。（3）根據(jù)題述實驗過程可知，測量的的數(shù)據(jù)等于對應的熱敏電阻的阻值。由畫出的曲線可知，當 ℃時，對應的。（4）由畫出的曲線可知，當時，手心溫度。7.答案：（1）①②、偏小（2）0.5（3）4.3解析：（1）①閉合開關時認為電路電流不變，實際上閉合開關時電路總電阻變小，電路電流增大，電源電動勢越大、滑動變阻器阻值越大，閉合開關S2時微安表兩端電壓變化越小，實驗誤差越小，為減小實驗誤差，電源應選擇，滑動變阻器應選擇；②閉合開關時認為電路電流不變，流過微安表電流為滿偏電流的，則流過電阻箱的電流為滿偏電流的，微安表與電阻箱并聯(lián)，流過并聯(lián)電路的電流與阻值成反比，則：，閉合開關時整個電路電阻變小，電路電流變大，大于，當表頭G示數(shù)為時，流過電阻箱的電流大于，電阻箱阻值小于表頭G電阻的一半，實驗認為電流表內阻等于電阻箱阻值的一半，因此表頭G內阻測量值偏??；（2）把微安表改裝成0.3A的電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值為：；（3）改裝后電流表內阻為：；微安表量程為，改裝后電流表量程為，量程擴大了1000倍，微安表示數(shù)為時，流過電流表的電流為：，由圖（b）所示電路圖可知，待測電阻阻值為：。8.答案：(1)如圖所示(2)(3)增大(4)17.5；55解析：（1）毫安表，量程為，內阻，可以將它與定值電阻串聯(lián)，改裝成的電壓表，要求能夠在范圍內進行調節(jié)，所以滑動變阻器采用分壓式接法，如圖所示：。（2）某次測量中，閉合開關S，記下毫安表的示數(shù)和毫安表的示數(shù)則通過熱敏電阻的電流為，熱敏電阻兩端電壓，則計算熱敏電阻阻值的表達式為。（3）根據(jù)可得，根據(jù)圖象可知，隨著電流的增大，圖象的斜率增大，電阻的阻值增大，所以該熱敏電阻的阻值隨毫安表的示數(shù)的增大而增大。（4）理想電流表示數(shù)為，相對于，則通過熱敏電阻的電流為，根據(jù)圖象可知，此時，此時Rt兩端電壓為，則兩端電壓為，則，,根據(jù)Rt-t圖象可知,解得：t=55℃。9.答案：(1)(2)電路圖如圖所示(3)100.5解析：(1)通過待測電阻的最大電流約為：，
電流表應選擇A，為擴大電流表量程，應選擇定值電阻D與電流表A并聯(lián)，
為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇F；
(2)由于待測電阻阻值大于滑動變阻器最大阻值，為測多組實驗數(shù)據(jù)，
滑動變阻器應采用分壓接法，電流表內阻已知，電流表可以采用內接法，
實驗電路圖如圖所示：
(3)電流表內阻為，定值電阻阻值為，電流表與定值電阻并聯(lián)，
流過定值電阻的電流是電流表的10倍，電流表指針指在量程的處，
即電流表示數(shù)為，則流過待測電阻的電流為：，
電流表內阻為：，
待測金屬絲的阻值為：；10.答案：（1）110（2）1.901（1.900~1.902均正確）；100.30（3）B；C；E；電路如圖所示（4）解析：（1）由圖可知，歐姆表刻度盤指示的數(shù)據(jù)為“11”，且多用電表的選擇開關旋在“”擋，故待測電阻的阻值為。（2）由圖2可知，螺旋測微器示數(shù)為，游標卡尺測量鉛筆芯的長度為。（3）由于電源電動勢為4 V，要使電壓表能在較大范圍內偏轉，則電壓表應選擇3 V量程，故選擇C；根據(jù)電壓表量程和待測電阻約為，可知待測電路中的最大電流為，則電流表應選擇B；由于電流表內阻已知，故測量電路應采用內接法；若滑動變阻器采用限流法，則應選用，由于允許通過的最大電流是0.01 A，這樣會造成電流表的測量范圍太??；若滑動變阻器采用分壓法，則應選用，電路如圖所示。（4）根據(jù)實驗原理可知，由和可得。

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