人教版高中物理精講精練-必修3第12講：實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測量（原卷版）

第12講：實(shí)驗(yàn)：導(dǎo)體電阻率的測量【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一、游標(biāo)卡尺的原理和讀數(shù)1．構(gòu)造：主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測量爪)、游標(biāo)卡尺上還有一個(gè)深度尺．(如圖所示)2．用途：測量厚度、長度、深度、內(nèi)徑、外徑．3．原理：利用主尺的最小分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成．不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度，它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)、20個(gè)、50個(gè)的，其規(guī)格見下表：刻度格數(shù)(分度)刻度總長度1mm與每小格的差值精確度(可精確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4.讀數(shù)若用x表示由主尺上讀出的整毫米數(shù)，K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù)，則記錄結(jié)果表達(dá)為(x＋K×精確度)mm.考點(diǎn)二、螺旋測微器1．構(gòu)造如圖所示，它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上，可動(dòng)刻度E、旋鈕D和微調(diào)旋鈕D′是與測微螺桿F連在一起的，并通過精密螺紋套在B上．2．原理精密螺紋的螺距是0.5mm，即旋鈕D每轉(zhuǎn)一周，測微螺桿F前進(jìn)或后退0.5mm，可動(dòng)刻度分成50等份，因此每旋轉(zhuǎn)一格，對(duì)應(yīng)測微螺桿F前進(jìn)或后退0.01mm.0.01mm即為螺旋測微器的精確度．3．使用方法當(dāng)A與F并攏時(shí)，可動(dòng)刻度E的零點(diǎn)恰好跟固定刻度B的零點(diǎn)重合，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，將測微螺桿F旋出，把被測物體放入A、F之間的夾縫中，再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕D，F(xiàn)快要接觸被測物時(shí)，要停止使用旋鈕D，改用微調(diào)旋鈕D′，直到聽到“喀喀”聲．4．讀數(shù)方法L＝固定刻度示數(shù)＋可動(dòng)刻度示數(shù)(估讀一位)×分度值．注意事項(xiàng)：(1)讀數(shù)時(shí)要準(zhǔn)確到0.01mm，估讀到0.001mm，測量結(jié)果若用毫米做單位，則小數(shù)點(diǎn)后面必須保留三位．(2)讀數(shù)時(shí)，要注意固定刻度上半毫米刻度線是否露出．考點(diǎn)三：金屬絲電阻率的測量1．實(shí)驗(yàn)原理(1)把金屬絲接入電路中，用伏安法測金屬絲的電阻R(R＝eq\f(U,I))．電路原理圖如圖1所示．圖1(2)用毫米刻度尺測出金屬絲的有效長度l，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d，算出橫截面積S(S＝eq\f(πd2,4))．(3)由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，得ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(πd2R,4l)＝eq\f(πd2U,4lI)，求出電阻率．2．實(shí)驗(yàn)器材螺旋測微器或游標(biāo)卡尺、毫米刻度尺、電壓表、電流表、開關(guān)及導(dǎo)線、待測金屬絲、電池、滑動(dòng)變阻器．3．實(shí)驗(yàn)步驟(1)測直徑：用螺旋測微器在待測金屬絲上三個(gè)不同位置各測一次直徑，并記錄．(2)連電路：按如圖1所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路．(3)測長度：用毫米刻度尺測量接入電路中的待測金屬絲的有效長度，重復(fù)測量3次，并記錄．(4)求電阻：把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置，電路經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后，閉合開關(guān)S.改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值，記入表格內(nèi)，斷開開關(guān)S.(5)拆除實(shí)驗(yàn)電路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．4．?dāng)?shù)據(jù)處理電阻R的數(shù)值可用以下兩種方法確定：(1)計(jì)算法：利用每次測量的U、I值分別計(jì)算出電阻，再求出電阻的平均值作為測量結(jié)果．(2)圖像法：可建立U－I坐標(biāo)系，將測量的U、I值描點(diǎn)作出圖像，利用圖像的斜率來求出電阻值R.【題型歸納】題型一：游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)1．（2023·全國·高二）如圖螺旋測微器讀數(shù)為mm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為mm

2．（2023·全國·高二課堂例題）（1）某同學(xué)利用螺旋測微器測量一金屬板的厚度。該螺旋測微器校零時(shí)的示數(shù)如圖（a）所示，測量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖（b）所示。圖（a）所示讀數(shù)為mm，圖（b）所示讀數(shù)為mm，所測金屬板的厚度為mm。（2）測量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺（主尺的最小分度為1mm）的示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為cm。（3）圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm，螺旋測微器的讀數(shù)為mm。

3．（2023·全國·高二課堂例題）（1）用螺旋測微器，測量金屬絲直徑，讀數(shù)為。（2）用游標(biāo)卡尺，測量小鋼球直徑，讀數(shù)為。題型二：金屬絲電阻率的測量實(shí)驗(yàn)4．（2023·全國·高二課堂例題）為測量某金屬絲（電阻約為20Ω）的電阻率，小明同學(xué)取來一段粗細(xì)均勻、長為L0的金屬絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）用螺旋測微器測金屬絲的直徑d，讀數(shù)如圖甲所示，則d＝mm。

（2）為進(jìn)一步準(zhǔn)確測量金屬絲的電阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A．直流電源E（電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻不計(jì)）；B．電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω）；C．電流表A2（量程150mA，內(nèi)阻約2Ω）；D．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約10kΩ）：E．電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約20kΩ）：F．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0~15Ω，允許通過的最大電流2.0A）；G．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0~2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）；H．金屬絲Rx，開關(guān)、導(dǎo)線若干。①實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，其中電流表應(yīng)選用，其中電壓表應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用（均填字母序號(hào)）。②請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖丁中完成實(shí)物電路連接（部分連線已畫出），并在丙圖方框中畫出你所設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)電路圖。

③若實(shí)驗(yàn)中測得該金屬絲的電阻為R0，則計(jì)算這種金屬絲電阻率的表達(dá)式為ρ＝（用題中給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示）。5．（2023春·福建漳州·高二校考階段練習(xí)）在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)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）按圖乙所示的電路圖測量金屬絲的電阻（阻值約為15Ω），實(shí)驗(yàn)中除開關(guān)、若干導(dǎo)線之外還提供下列器材：電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程0~200mA，內(nèi)阻約3Ω）；滑動(dòng)變阻器（0~50Ω）；滑動(dòng)變阻器（0~200Ω）；電源E（3V，內(nèi)阻不計(jì)）。為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選。（填寫器材的名稱符號(hào)）（3）若通過測量可知，金屬絲的長度為l，直徑為d，通過金屬絲的電流為I，對(duì)應(yīng)金屬絲兩端的電壓為U，由此可計(jì)算得出金屬絲的電阻率。（用題目所給字母和通用數(shù)學(xué)符號(hào)表示）6．（2023·全國·高二課堂例題）電導(dǎo)率是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是電阻率的倒數(shù)。某同學(xué)為測量某品牌純凈水樣品的電導(dǎo)率，將采集的水樣注滿絕緣性能良好的薄塑料圓柱形容器，容器兩端用很薄的金屬圓片電極密封，金屬圓片的電阻不計(jì)，測得容器長度為L，如圖甲所示。（1）該同學(xué)先用萬用表粗略測量容器內(nèi)水樣的電阻。當(dāng)選擇歐姆表“×1k”擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，該同學(xué)應(yīng)換用（選填“×100”或“×10k”）擋，換擋后，歐姆表示數(shù)如圖所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（2）接下來該同學(xué)用伏安法盡量準(zhǔn)確地測量容器內(nèi)水樣的電阻。除開關(guān)和若干導(dǎo)線外，他還找到以下器材：A．電源E：電動(dòng)勢約為15.0V，內(nèi)阻不計(jì)；B．電壓表V1：量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；C．電壓表V2：量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ；D．電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω；E．電流表A2：量程0～200μA，內(nèi)阻約500Ω；F．滑動(dòng)變阻器R1，總阻值約10kΩ；G．滑動(dòng)變阻器R2：總阻值約100Ω；①實(shí)驗(yàn)中選擇的器材有（填器材前的字母序號(hào)）。②圖丙中已畫出部分電路設(shè)計(jì)圖，請(qǐng)補(bǔ)充完整，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。

③測出水樣的電阻Rx后，為了測出樣品的電導(dǎo)率σ，請(qǐng)寫出該同學(xué)還測量出管的內(nèi)徑D，可求出樣品的電導(dǎo)率σ=（用題目所給和測得的物理量表示）。題型三：雙安（雙伏）測量電阻7．（2023春·安徽合肥·高二統(tǒng)考期中）已知實(shí)驗(yàn)室有一未知材料制作的熱敏電阻，阻值與溫度的關(guān)系如表中所示，某同學(xué)想利用該熱敏電阻測量當(dāng)?shù)啬程斓闹形缡c(diǎn)和凌晨零點(diǎn)的溫差，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下。溫度/℃2021222324…37383940阻值/600.0578.0558.0537.0520.0…328.0312.0308.0300.0A。直流電源E（電動(dòng)勢為1.5V）B．毫安表（量程0~10mA，內(nèi)阻為）C．毫安表（量程0~15mA，內(nèi)阻約）D．滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為，允許通過的最大電流為5A）E.熱敏電阻F.開關(guān)S及導(dǎo)線若干（1）連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇（填“限流式”或“分壓式”）接法。（2）根據(jù)選用的器材將設(shè)計(jì)的電路圖畫在虛線框中。

（3）該同學(xué)在中午十二點(diǎn)、零點(diǎn)左右分別多次實(shí)驗(yàn)并將得到的數(shù)據(jù)描繪在，圖像中，如圖所示，根據(jù)圖像可知，中午十二點(diǎn)和零點(diǎn)測量時(shí)的對(duì)應(yīng)阻值分別為和。（計(jì)算結(jié)果均保留到整數(shù)）

（4）測得的中午十二點(diǎn)和零點(diǎn)的溫差為℃。8．（2023秋·湖北襄陽·高二?？计谀┮獪y量一個(gè)量程3V為的電壓表的內(nèi)阻（約為幾千歐），除了待測電壓表，提供的器材還有：

A．電阻箱R（最大阻值）B．滑動(dòng)變阻器（最大阻值）C．滑動(dòng)變阻器（最大阻值）D．量程為6V的電壓表（內(nèi)阻約為幾千歐）E.直流電源E（電動(dòng)勢4V）F.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）小王同學(xué)根據(jù)提供的器材，設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路。電路中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用（填“”或“”）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電路圖中的滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端，電阻箱的電阻調(diào)為零，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.5V，若此時(shí)電阻箱的示數(shù)為，則電壓表的內(nèi)阻為；（2）小李同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電路圖中的滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，同時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱，使兩個(gè)電壓表均有合適的示數(shù)，若電壓表的示數(shù)為，電壓表的示數(shù)為，電阻箱的阻值為R，則電壓表的內(nèi)阻為；（3）分析可知，（填“小王”或“小李”）同學(xué)的測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。9．（2023·全國·高二課堂例題）某實(shí)驗(yàn)小組為了測量一個(gè)量程為3V的電壓表內(nèi)阻（約為幾千歐），設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電壓表V，滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值2000Ω），滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值10Ω），電阻箱R0（最大阻值9999.9Ω），電池組E（電動(dòng)勢約4V），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．按圖甲連接好電路；b．調(diào)節(jié)電阻箱R0的阻值為零，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表滿偏；c．保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表示數(shù)為2.00V，記下此時(shí)電阻箱的阻值。（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇（填“R1”或“R2”）。（2）根據(jù)圖甲電路，用筆畫線代替導(dǎo)線，請(qǐng)將圖乙中實(shí)物圖補(bǔ)充完整。（3）在步驟c中，記錄的電阻箱阻值如圖丙所示，則該電壓表的內(nèi)阻為Ω。實(shí)際上在調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)滑動(dòng)變阻器上的分壓會(huì)發(fā)生微小變化，如果要考慮其變化的影響，電壓表內(nèi)阻的測量值（填“小于”、“等于”或“大于”）真實(shí)值。（4）實(shí)驗(yàn)小組又設(shè)計(jì)了另一方案，電路如圖丁所示（新增電壓表V0），則該方案（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．可消除調(diào)節(jié)電阻箱引起滑動(dòng)變阻器分壓變化對(duì)測量的影響B(tài)．可通過兩電壓表示數(shù)和電阻箱阻值得到電壓表內(nèi)阻，從而減小了系統(tǒng)誤差C．僅調(diào)節(jié)電阻箱就能使電壓表V示數(shù)為2.00V，同時(shí)電壓表V0示數(shù)仍為3.00V題型四：用電阻箱代替電阻測量實(shí)驗(yàn)10．（2023春·陜西渭南·高二統(tǒng)考期末）金屬熱電阻是傳感器中常見的感知溫度的敏感元件。某興趣小組用金屬熱電阻制作簡易的測溫儀。

（1）為了測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的關(guān)系，該小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，他們的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①先將單刀雙擲開關(guān)S擲向1，調(diào)節(jié)金屬熱電阻的溫度，記下電流表的相應(yīng)示數(shù)；②然后將單刀雙擲開關(guān)S擲向2，調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表的讀數(shù)為，記下電阻箱相應(yīng)的示數(shù)；③逐步升高溫度，每一溫度下重復(fù)步驟①②；④根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，作出了金屬熱電阻的阻值隨溫度t變化的圖像如圖乙所示（2）某同學(xué)用上述金屬熱電阻連接成如圖丙所示電路，制作一簡易的測溫儀。其中電源電動(dòng)勢，內(nèi)阻，理想電壓表滿偏電壓為15V，定值電阻①為了使金屬熱電阻在0°C時(shí)電壓表滿偏，電阻箱R應(yīng)該調(diào)成Ω。②僅改變環(huán)境溫度，當(dāng)理想電壓表示數(shù)為10V時(shí)，溫度為③該測溫儀使用較長時(shí)間后，電源電動(dòng)勢減小，內(nèi)阻變大，導(dǎo)致測量結(jié)果（選填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值。11．（2023·全國·高二課堂例題）由半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻阻值與溫度有關(guān)，基于熱敏電阻對(duì)溫度敏感原理制作一個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，所用器材有：直流電源E（36V，內(nèi)阻不計(jì)）；電流表量程（，內(nèi)阻約）；電壓表量程（，內(nèi)阻約）；熱敏電阻；報(bào)警器內(nèi)阻很小，流過的電流超過時(shí)就會(huì)報(bào)警；滑動(dòng)變阻器最大阻值（）；電阻箱最大阻值（）；開關(guān)；單刀雙擲開關(guān)；導(dǎo)線若干。（1）用圖（a）所示電路測量熱敏電阻的阻值。當(dāng)溫度為27℃時(shí)，電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為；當(dāng)溫度為50℃時(shí)，調(diào)節(jié)，使電壓表示數(shù)仍為，電流表指針位置如圖（b）所示，此時(shí)熱敏電阻的阻值為。如果熱敏電阻阻值隨溫度升高而變大，則其為正溫度系數(shù)熱敏電阻，反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻?；谝陨蠈?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該熱敏電阻為（填“正”或“負(fù)”）溫度系數(shù)熱敏電阻。

（2）某同學(xué)搭建一套基于該熱敏電阻的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，要求熱敏電阻溫度升高至50℃時(shí)，系統(tǒng)開始自動(dòng)報(bào)警。實(shí)物圖連線如圖（c）所示，其中有一個(gè)器材的導(dǎo)線連接有誤，該器件為（填器材符號(hào)）。正確連接后，先使用電阻箱等效替代熱敏電阻進(jìn)行調(diào)試，其阻值設(shè)置為，滑動(dòng)變阻器阻值從圖示位置。填（“逐漸增大”或者“逐漸減小”），直至報(bào)警器開始報(bào)警，調(diào)試完畢后，再利用單刀雙擲開關(guān)的選擇性開關(guān)功能，把熱敏電阻接入電路，方便實(shí)現(xiàn)調(diào)試系統(tǒng)和工作系統(tǒng)的切換。

12．（2023春·云南保山·高二龍陵縣第一中學(xué)校考期末）某實(shí)驗(yàn)小組要用二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器組裝一個(gè)簡易酒精測試儀，此傳感器電阻隨酒精氣體濃度C的變化而變化，如圖甲，為該傳感器電阻值隨酒精氣體濃度C的變化曲線。目前我國酒駕判定標(biāo)準(zhǔn)是“”，醉駕判定標(biāo)準(zhǔn)是“”?，F(xiàn)手頭有下列器材：二氧化錫半導(dǎo)體型酒精傳感器電池E（電動(dòng)勢為，內(nèi)阻不計(jì)）電壓表V（量程為，內(nèi)阻非常大，作為濃度顯示表使用）電阻箱R（最大阻值為）定值電阻（阻值為）定值電阻（阻值為）單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干（1）圖乙是該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的酒精測試儀電路圖，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上用筆劃線代替導(dǎo)線將圖丙所示的實(shí)物圖的電路連接補(bǔ)充完整；（2）電路中定值電阻應(yīng)選用（選填或）；（3）為了能夠在電壓表上直接讀出酒精氣體濃度C，該實(shí)驗(yàn)小組按照下列步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)并改刻表盤：①電路接通前，先將電阻箱調(diào)為，然后開關(guān)向（選填“a”或“b”）端閉合，將電壓表此時(shí)指針對(duì)應(yīng)的電壓刻度標(biāo)記為；②逐步減小電阻箱的阻值，電壓表的示數(shù)不斷變大，按照甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上電壓刻度線都標(biāo)記為對(duì)應(yīng)的“酒精濃度”；③將開關(guān)向另一端閉合，這個(gè)簡易酒精測試儀即可正常使用。（4）該小組用組裝好的酒精測試儀去對(duì)一位飲酒者進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)電壓表指針位于中央刻度，則這位飲酒者呼出的酒精氣體濃度（填“是”或“沒有”）達(dá)到醉駕標(biāo)準(zhǔn)。【雙基達(dá)標(biāo)】單選題13．（2023春·江蘇南京·高二南京市雨花臺(tái)中學(xué)?？计谀┰凇皽y量金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，用10分度游標(biāo)卡尺測量金屬絲的直徑，如圖所示。下列說法中正確的是（

）

A．要用圖中測量爪A夾緊金屬絲 B．可旋緊圖中B防止游標(biāo)尺移位C．只需在金屬絲的某一位置測量一次 D．該游標(biāo)卡尺測量可準(zhǔn)確到14．（2023春·廣東惠州·高二?？计谥校?shí)驗(yàn)需用螺旋測微器測量擋光片的寬度，如圖所示，下列讀數(shù)正確的是（）

A．4.530mm B．4.800mm C．5.300mm D．5.800mm15．（2023·廣東·高二學(xué)業(yè)考試）在測量金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，下列操作正確的是（）A．用刻度尺測量金屬絲全長，且測量三次，算出其平均值，然后再將金屬絲接入電路中B．用螺旋測微器測金屬絲測量一次直徑就可以C．用伏安法測電阻時(shí)，采用電流表內(nèi)接法，多次測量后算出平均值D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變16．（2023秋·北京朝陽·高二統(tǒng)考期末）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量一個(gè)圓柱形導(dǎo)體的長度，游標(biāo)尺上有10等分刻度，測量示數(shù)如圖甲所示；用螺旋測微器測量該導(dǎo)體的直徑，測量示數(shù)如圖乙所示。下列選項(xiàng)中正確表示讀數(shù)結(jié)果的是（）A．甲

乙 B．甲

乙C．甲

乙 D．甲

乙二、實(shí)驗(yàn)題17．（2023秋·山東菏澤·高二山東省東明縣第一中學(xué)?？奸_學(xué)考試）金屬絲的電阻大約為4Ω，在用伏安法對(duì)金屬絲進(jìn)行進(jìn)一步測定時(shí)，有如下實(shí)驗(yàn)器材供選擇：

直流電源：電源電壓4V，內(nèi)阻可不計(jì)；電流表A1：量程0~0.6A，內(nèi)阻0.125Ω；電流表A2：量程0~3.0A，內(nèi)阻0.025Ω；電壓表V：量程0~3V，內(nèi)阻3kΩ；滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值20Ω；滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值100Ω；開關(guān)、導(dǎo)線等。（1）從甲中讀出金屬絲的直徑D=mm，從乙中讀出金屬絲的直徑D=mm。（2）在所給的器材中，應(yīng)選的電流表是，應(yīng)選的滑動(dòng)變阻器是。（填寫儀器前的字母代號(hào)）（3）根據(jù)題目要求，將下面實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整。

（4）用待測金屬絲的電阻Rx、長度L以及直徑D表示金屬絲的電阻率ρ=。（5）實(shí)驗(yàn)測出的金屬絲的電阻為根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計(jì)算出這種金屬材料的電阻率為Ω·m（π取3.14，小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）。（4）[6]根據(jù)電阻定律可知18．（2023秋·河南·高二長葛市第二高級(jí)中學(xué)校聯(lián)考開學(xué)考試）某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)一卷如圖甲所示的金屬線，為了研究金屬線的材質(zhì)，他們進(jìn)行了如下操作：

（1）他們從金屬線中抽取一根細(xì)金屬絲，截取其中的一部分，拉直后用游標(biāo)卡尺測金屬絲的長度，如圖乙所示，則金屬絲長L＝cm。（2）用螺旋測微器測金屬絲的直徑，如圖丙所示，則金屬絲的直徑d＝mm。（3）可用的實(shí)驗(yàn)器材如下：①電流表A（量程為0~0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）；②電壓表V（量程為0~3V，內(nèi)阻約為10kΩ）；③定值電阻（阻值等于5Ω）；④滑動(dòng)變阻器R（0~10Ω，額定電流為2A）；⑤電源（電動(dòng)勢為4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）。（4）利用圖丁所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該小組在實(shí)驗(yàn)中得到的七組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的數(shù)據(jù)如下：1234567電壓U（V）0.510.962.052.312.632.95電流I（A）0.0800.1500.3200.3600.4100.460其中，第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖戊所示，請(qǐng)將電表的讀數(shù)填入表格中。

（5）請(qǐng)?jiān)趫D己中描繪出圖線。()（6）由圖己的圖線可知金屬絲的電阻Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（7）由上述數(shù)據(jù)可以計(jì)算出金屬絲的電阻率（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。【高分突破】一、實(shí)驗(yàn)題19．（2023秋·江蘇淮安·高二統(tǒng)考期末）為了測量一段電阻絲的電阻率，某同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)：（1）該同學(xué)用圖1的螺旋測微器測量電阻絲的直徑時(shí)，為了防止電阻絲發(fā)生明顯形變，同時(shí)防止損壞螺旋測微器，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕C至測砧、測微螺桿與電阻絲將要接觸時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)旋鈕（選填“B”、“C”或“D”）發(fā)出“喀喀”聲時(shí)停止。讀數(shù)并記錄電阻絲的直徑為d。

（2）該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的電路．已知滑片P與電阻絲接觸良好，其他連接導(dǎo)線電阻不計(jì)?，F(xiàn)有以下器材：A．待測電阻絲B．電源（已知電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)）C．電流表AD．阻值為R的定值電阻E．毫米刻度尺F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干①根據(jù)電路圖連接好電路，閉合開關(guān)前滑片P滑至電阻絲的端（選填“A”或“B”）。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P的位置，測出電阻絲的長度x并記下電流表的讀數(shù)I；改變P的位置，共測得多組x與I的值．②寫出電路中電阻絲接入電路的電阻值與x的關(guān)系式：（均選用題中提供的字母符號(hào)物理量表示）；③根據(jù)測出的I的值，計(jì)算出的值，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出，圖像如圖3所示；（3）由圖像可求得電阻絲電阻率。（均選用題中提供的字母符號(hào)物理量表示）（4）如考慮到電流表A有內(nèi)阻，則測得的電阻絲的電阻率將。（選填“增大”“減小”、“不變”）。20．（2023春·廣東潮州·高二統(tǒng)考期末）在做測定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，若待測電阻絲的電阻約為5Ω，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，備有以下器材：A．電池組（3V，內(nèi)阻r=1Ω）B．電流表（0~3A，內(nèi)阻約0.0125Ω）C．電流表（0~0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω）D．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約4kΩ）E．電壓表（0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）F．滑動(dòng)變阻器（0~20Ω，允許最大電流1A）G．滑動(dòng)變阻器（0~2000Ω，允許最大電流0.3A）H．開關(guān)、導(dǎo)線（1）上述器材中應(yīng)選用的是（只填寫字母代號(hào)）。（2）在本實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器測該電阻絲的長度L和直徑d。（3）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用如圖所示哪個(gè)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于端（選填“最左”或“最右”）。

（4）接通開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置。并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，電壓表示數(shù)U。（5）本實(shí)驗(yàn)所用電路，產(chǎn)生誤差的主要原因是。（選填選項(xiàng)前的字母）A．電流表測量值小于流經(jīng)Rx的電流值

B．電流表測量值大于流經(jīng)Rx的電流值C．電壓表測量值小于Rx兩端的電壓值

D．電壓表測量值大于Rx兩端的電壓值（6）用實(shí)驗(yàn)過程中測量的物理量對(duì)應(yīng)的字母表示電阻率，則該圓柱復(fù)合材料電阻率的表達(dá)式為=。21．（2023春·山西朔州·高二?？计谀┠承〗M同學(xué)想用伏安法測量某種粗細(xì)均勻的合金材料的電阻率，準(zhǔn)備的器材有：A．電源（電動(dòng)勢3V，內(nèi)阻可忽略）B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約為）D．電壓表（量程3V，內(nèi)阻約）E.滑動(dòng)變阻器（，額定電流2A）F.滑動(dòng)變阻器（，額定電流2A）G.開關(guān)、導(dǎo)線若干小組同學(xué)將器材按圖（甲）連接后開始實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：

（1）圖甲電路中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇（選填“E”或“F”），測量的電阻與真實(shí)值相比（選填“偏大”“相等”或“偏小”）；（2）測量過程中，某同學(xué)拍攝了一張電流表表盤的讀數(shù)，如圖乙所示，其讀數(shù)為A；（3）用螺旋測微器測材料的直徑，如圖丙所示，該材料的直徑為mm；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小組同學(xué)在坐標(biāo)紙上作出圖像如圖丁所示，又測出材料接入電路部分的長度為2m，可估算出該合金材料的電阻率最接近下列數(shù)據(jù)中的（填選項(xiàng)前的符號(hào)）。A．

B．

C．

D．22．（2023春·廣東·高二校聯(lián)考期末）電導(dǎo)率是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是電阻率的倒數(shù)。某同學(xué)為測量某品牌純凈水樣品的電導(dǎo)率，將采集的水樣注滿絕緣性能良好的薄塑料圓柱形容器，容器兩端用很薄的金屬圓片電極密封，金屬圓片的電阻不計(jì)，測得容器長度為L，如圖甲所示。

（1）該同學(xué)先用萬用表粗略測量容器內(nèi)水樣的電阻。當(dāng)選擇歐姆表“×1k”擋時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小，該同學(xué)應(yīng)換用（選填“×100”或“×10k”）擋，換擋后，歐姆表示數(shù)如圖所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

（2）接下來該同學(xué)用伏安法盡量準(zhǔn)確地測量容器內(nèi)水樣的電阻。除開關(guān)和若干導(dǎo)線外，他還找到以下器材：A．電源E：電動(dòng)勢約為15.0V，內(nèi)阻不計(jì)；B．電壓表V1：量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ；C．電壓表V2：量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ；D．電流表A1：量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω；E．電流表A2：量程0～200μA，內(nèi)阻約500Ω；F．滑動(dòng)變阻器R1，總阻值約100Ω；G．滑動(dòng)變阻器R1：總阻值約10kΩ；①實(shí)驗(yàn)中選擇的器材有（填器材前的字母序號(hào)）。②圖丙中已畫出部分電路設(shè)計(jì)圖，請(qǐng)補(bǔ)充完整，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)。

③測出水樣的電阻Rx后，為了測出樣品的電導(dǎo)率σ，請(qǐng)寫出該同學(xué)還需要測量的物理量名稱及符號(hào)，可求出樣品的電導(dǎo)率σ=（用題目所給和測得的物理量表示）。23．（2023春·云南玉溪·高二云南省玉溪第三中學(xué)?？茧A段練習(xí)）一同學(xué)想測一段大約為4Ω的金屬絲的電阻率，自己準(zhǔn)備了毫米刻度尺，向?qū)嶒?yàn)室借到了螺旋測微器、開關(guān)、導(dǎo)線和以下器材：A．電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為0.15Ω）B．電流表（量程0~3A，內(nèi)阻約為0.02Ω）C．電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）D．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為20Ω）E．滑動(dòng)變阻器（最大阻值為1750Ω）F．電源E（電動(dòng)勢約為3V，內(nèi)阻r約為1Ω）（1）用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d，如圖所示，d=mm。

（2）在實(shí)驗(yàn)器材中，電流表選擇，滑動(dòng)變阻器選擇。（填儀器前的字母代號(hào)）（3）測金屬絲電阻R時(shí)，應(yīng)采用電流表（填“內(nèi)”或“外”）接法，待測金屬絲電阻的測量值比真實(shí)值（填“相等”“偏大”或“偏小”）。（4）若金屬絲的電阻為R，金屬絲的長度為L，金屬絲的直徑為d，則金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ=。24．（2023春·河南洛陽·高二伊川縣第一高中校考階段練習(xí)）某同學(xué)為了測定一個(gè)圓柱體工件材料的電阻率，采用了如下方法：（1）利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量圓柱體工件的高度和直徑，測量結(jié)果如圖甲、乙所示，該工件高度H為cm，直徑D為mm。（2）用多用電表測得該工件的電阻Rx大約為500Ω，該同學(xué)又用伏安法測定該工件的阻值，除被測電阻外，還有如下實(shí)驗(yàn)儀器：A．直流電源（電動(dòng)勢E=12V，內(nèi)阻不計(jì)）B．電壓表V1（量程0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）C．電壓表V2（量程0~15V，內(nèi)阻約為25kΩ）D．電流表A1（量程0~25mA，內(nèi)阻約為1Ω）E．電流表A2（量程0~250mA，內(nèi)阻約為0.1Ω）F．滑動(dòng)變阻器R，阻值0~2ΩG．開關(guān)S，導(dǎo)線若干利用上述儀器完成實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為以下電路中最理想的方案是。A．

B．

C．25．（2023春·貴州六盤水·高二統(tǒng)考期末）某學(xué)習(xí)小組在“測量鉛筆芯電阻率”的實(shí)驗(yàn)中：（1）用伏安法測量鉛筆芯的電阻Rx（阻值約為5?），實(shí)驗(yàn)中除開關(guān)，若干導(dǎo)線外還提供下列器材：電流表A1（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.5?）；電流表A2（量程0~3A，內(nèi)阻約0.05?）；電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約3k?）；滑動(dòng)變阻器R（0~20?）；電源E（電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻不計(jì)）。為了提高測量精確度，實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選（填“A1”或“A2”）。根據(jù)所選用的實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)選用下面電路圖（填“甲”或“乙”）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）某次測量中，電流表指針指示如圖丙所示，電流表的讀數(shù)I=A。（3）用游標(biāo)卡尺測得鉛筆芯接入電路的長度為l，用螺旋測微器測得直徑為d，電壓表的示數(shù)為U，由此可計(jì)算得出鉛筆芯的電阻率ρ=（用題目所給字母表示）26．（2023·全國·高二假期作業(yè)）為測量一根金屬絲（電阻約5Ω）的電阻率ρ，選用的電學(xué)器材有：電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻約3kΩ），電流表（量程0~0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω），滑動(dòng)變阻器（0~15Ω），學(xué)生電源（穩(wěn)壓輸出3V），開關(guān)，導(dǎo)線若干。（1）如圖甲所示，用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時(shí)，為了防止金屬絲發(fā)生明顯形變，同時(shí)防止損壞螺旋測微器，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕C至測砧、測微螺桿與金屬絲將要接觸時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)（選填“A”“B”或“D”）至發(fā)出“喀喀”聲時(shí)停止；某次的測量結(jié)果如圖乙所示，其讀數(shù)為mm。

（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丙的電路補(bǔ)充完整。

（3）如圖丁所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已描在坐標(biāo)紙上，請(qǐng)作出圖線，求出該金屬絲的電阻值為Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）有人認(rèn)為用圖像法求金屬絲的電阻是為了減小系統(tǒng)誤差，他的觀點(diǎn)（選填“正確”或“不正確”），理由是。27．（2023·全國·高二假期作業(yè)）有一研究性學(xué)習(xí)小組測量某金屬絲的電阻率。（1）用螺旋測微器在金屬絲上三個(gè)不同位置分別測量金屬絲的直徑。某次測量時(shí)，螺旋測微器示數(shù)如圖甲所示，讀數(shù)為mm。（2）實(shí)驗(yàn)電路如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)室提供了待測金屬絲Rx（接入電路部分的阻值約幾歐）電源E（3V，內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干，還備有下列實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表V1（0～3V，內(nèi)阻約2kΩ）B．電壓表V2（0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）C．電流表A1（0～3A，內(nèi)阻約0.01Ω）D．電流表A2（0～0.6A，內(nèi)阻約0.05Ω）E．滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，0.6A）F．滑動(dòng)變阻器R2（0～2kΩ，0.1A）應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有（填實(shí)驗(yàn)器材前的序號(hào)）。（3）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖丙中完成與圖乙相對(duì)應(yīng)的實(shí)物電路。（4）測得金屬絲接入電路部分的長度L和金屬絲直徑的平均值d。正確連接電路，測得多組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)，通過描點(diǎn)作出的U—I圖像為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，其斜率為k。則金屬絲的電阻率ρ=。（結(jié)果用題中所給字母表示）28．（2023春·廣東深圳·高二統(tǒng)考期末）某實(shí)驗(yàn)小組做“測量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)，過程如下：（1）通過螺旋測微器測量金屬絲不同位置的直徑求其平均值．某次測量的示數(shù)如圖（a）所示，該