届人教版 测定金属的电阻率单元测试.docx
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届人教版测定金属的电阻率单元测试
1．在伏安法测电阻时，为提高测量的精确度，可在连接电路时，将电压表的一端P预留出来，使P分别跟a、b两点接触一下，同时注意观察电流表、电压表的示数，则下面的说法正确的是（）
A.两次比较，若电流表A的示数变化显著，则P应接在a点
B.两次比较，若电流表A的示数变化显著，则P应接在b点
C.两次比较，若电压表V的示数变化显著，则P应接在a点
D.两次比较，若电压表V的示数变化显著，则P应接在b点
【答案】BC
【名师点睛】本题考查了伏安法测电阻的实验；题目所说的方法称为实验试探法（或者叫“试触法”），在不知道电压表、电流表和被测电阻的大约阻值时，常常采用这种方法，通过比较两电表读数的变化情况来确定测量电路.
2．解答关于“测定某电阻丝的电阻率”实验的有关问题：
（1）实验中，用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径，刻度位置如图1所示，则电阻丝的直径是____________mm。
（2）用电流表和电压表较精确测定此电阻丝的阻值（约为20Ω），提供下列可选用的器材:
电压表V（量程3V，内阻约50Ω）
电流表A1（量程200μA，内阻约200Ω）
电流表A2（量程5mA，内阻约20Ω）
电流表A3（量程0.6A，内阻约1Ω）
滑动变阻器R（最大阻值50Ω）
电源E（电源电压为4V）
开关S、导线若干
a．在所提供的电流表中应选用（填字母代号）；
b．在虚线框图2中画出测电阻的实验电路；
（3）分别用L、d、RX表示电阻丝的长度、直径和阻值，则电阻率表达式为ρ=。
【答案】
（1）0.641-0.643；
（2）a、A1；b、变阻器分压接法，电流表内接（3）
【名师点睛】此题考查了伏安法测电阻的实验；螺旋测微器的读数总是考试的热点，注意估读；电流的选择要根据待测电阻与电压表及电流表的内阻来决定，当待测电阻阻值较大时，用电流表内接电路测量误差较小；滑动变阻器一般都采用分压电路.
3．利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20Ω．带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上．在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度．可供选择的器材还有：
电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；
电流表A1（量程0100mA，内阻约5Ω）；
电流表A2（量程00.6A，内阻约0.2Ω）；
电阻箱R（0999.9Ω）；
开关、导线若干．
实验操作步骤如下：
A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；
B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；
C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；
D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关．记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
F．断开开关，整理好器材．
①某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d= mm；
②实验中电流表应选择 （填“A1”或“A2”）；
③用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R﹣L关系图线，图线在R轴的截距为R0，在L轴的截距为L0，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ= （用给定的物理量符号和已知常数表示）．
④本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果 影响（填“有”或“无”）．
【答案】①0.730；②A1；③
；④无
【解析】
试题分析：
①螺旋测微器示数d=0.5mm+0.01mm×23=0.730mm；②因电源的电动势为3V，待测电阻阻值为20欧姆，则电阻中可能达到的最大电流为：
，故电流表选A1即可；③因每次
4．在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。
待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为________mm（该值接近多次测量的平均值）。
（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx。
实验所用器材为：
电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3Ω）、滑动变阻器R（020Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0
0.1
0.3
0.7
1
1.5
1.7
2.3
I/A
0
0.02
0.06
0.16
0.22
0.34
0.46
0.52
由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用下图中的________图（选填“甲”或“乙”）。
（3）下图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。
请根据
（2）所选的电路图，补充完成下图中实物间的连线。
（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图实718所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。
请在图中标出第3、5、7次测量数据的坐标点，并描绘出UI图线。
由图线得到金属丝的阻值Rx＝_______Ω（保留两位有效数字）。
（5）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为____________（填选项前的符号）。
A．1×10－2Ω·m B．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m
【答案】
（1）0.397（0.3950.399均可）（2分）
（2）甲（2分） （3）如图（a）（3分）
（4）如图（b）（3分） 4.5（4.34.7均可）（3分） （5）C （2分）
【解析】
（4）描绘出第2、4、6三个点后可见第6次测量数据的坐标点误差太大舍去，然后作出U-I图线．如图所示；其中第4次测量数据的坐标点在描绘出的U-I图线上，有：
Rx=
=4.5Ω。
5．为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。
某同学进行如下几步进行测量：
（1）直径测量：
该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该金属丝的直径d=。
（2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆×10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是。
A.换为×1档，重新测量
B.换为×100档，重新测量
C.换为×1档，先欧姆调零再测量
D.换为×100档，先欧姆调零再测量
（3）伏安法测电阻，实验室提供的滑变阻值为020Ω，电流表00.6A（内阻约0.5Ω），电压表03V（内阻约5Ω），为了测量电阻误差较小，且电路便于调节，下列备选电路中，应该选择。
【答案】
（1）
（
都正确）；
（2）D；（3）D
【名师点睛】本题考查伏安法测电阻的方法和原理，要注意明确分压接法的电路图，及内外接法的选择。
1．某同学设计了一个测量材料电阻率的实验方案，可提供的器材有：
A．电流表G，内阻Rg=120Ω，满偏电流Ig=3mA
B．电流表A，内阻约为RA约0.2Ω，量程为00.6A
C．螺旋测微器
D．电阻箱R0（阻值变化范围为09999Ω，额定电流为0.5A）
E．滑动变阻器R（阻值变化范围为05Ω，额定电流为1A）
F．干电池组E（电动势为3V，内阻为0.05Ω）
G．开关一个、导线若干
根据以下所述的部分操作，将相应的结果填入横线上、画出相应的电路图：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针静止时偏转角度过大（见图甲中的a位置），他应该换用________挡（填“×1”或“×100”）。
换挡后，在再次测量前先要进行_________。
经过一系列正确操作后，指针静止时处于图甲中的b位置，则该电阻丝的阻值约为________Ω；
（2）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其示数部分如图乙所示，则该次测量测得的电阻丝直径为d=________mm；
（3）把电流表G与电阻箱串联改装成电压表，使得该电压表最大测量电压为3V，则电阻箱的阻值应调为R0=________Ω；
（4）用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，根据提供的器材和实验需要，请将图丙中电路图补画完整（要在器材适当位置标出表示相应器材的符号：
滑动变阻器符号为R，被测电阻丝符号为Rx）；
（5）如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量写出该材料电阻率测量值的表达式ρ=________________。
【答案】
（1）×1，电阻调零（或欧姆调零），25；
（2）0.268（0.2630.269均正确）；
（3）880；
（4）补画完整的电路图如图所示；
（5）
。
【名师点睛】本题关键是：
（1）会用欧姆表初测电阻；
（2）会用伏安法测电阻；（3）会用电阻定律计算电阻率；（4）会用螺旋测微器测量长度。
2．
（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲所示，则金属丝的直径的读数是。
（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为
，电流表内阻约几欧，电压表内阻约
。
电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势
，内阻很小。
则图乙电路图中（填图乙电路图下方的字母代号）电路为本次实验应采用的最佳电路，但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值（填“大”或“小”）。
（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值
是已知的，那么准确测量金属丝电阻
的最佳电路应是图乙中的电路（填图乙电路图下的字母代号），此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻
（用题中字母代号表示）。
【答案】
（1）
；
（2）A小；（3）B
【解析】
（3）因已知电流表准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻；故应选B电路；待测电阻及电流表总电阻
，则待测电阻
。
【名师点睛】对于电学实验一定不要单纯靠记忆去解决问题，一定要在理解的基础之上，灵活运用欧姆定律及串并联的相关知识求解。
3．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：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，可知其长度为cm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图，由图可知其直径为mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为Ω。
（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ＝
。
（保留2位有效数字）
【答案】
（1）
；
（2）
；（3）
；（4）
【名师点睛】测量电阻最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路两部分设计．测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻阻值倍数关系，选择电流表内、外接法．控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法，在两种方法都能用的情况下，为了减小能耗，选择限流式接法。
4．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：
（1）分别用游标为20分度的游标卡尺和用螺旋测微器测量其长度和直径如图1，可知其长度为为mm，直径为______mm；
（2）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图2，则该电阻的阻值约为______Ω．
（3）某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表A1（量程04mA，内阻约50Ω）
电流表A2（量程010mA，内阻约30Ω）
电压表V1（量程03V，内阻约10Ω）
电压表V2（量程0l5V，内阻约25Ω）
直流电源E（电动势4V，内阻不记）
滑动变阻器R1（阻值范围015Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器R2（阻值范围02Ω，允许通过的最大电流0.5A）
开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析请在图3框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号；
（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估逄此圆柱体材料的电阻率约为ρ=Ωm。
（保留2位有效数字）
【答案】
（1）50.15mm；4.700mm；
（2）220Ω；（3）如右图所示；（4）7.6×10-2Ω·m。
【名师点睛】此题是考查了测量金属电路率的实验；关键是高清实验的原理及注意事项；注意当被测电阻阻值较小时用电流表外接电路；当被测电阻阻值较大时，用电流表内接电路；熟练掌握游标卡尺及螺旋测微器的读数方法.
5．为了较为精确测量某一定值电阻的阻值，情趣小组先用多用电表进行粗侧，然后用伏安法精确测量，现准备了一下器材
A多用电表B电压表
，量程6V，内阻约为10Ω
C电压表
，量程15V，内阻约为20ΩD电流表
，量程0.6A，内阻约为0.2Ω
E电流表
，量程3A，内阻约为0.02ΩF电源：
电动势E=9V
G滑动变阻器
，最大阻值10Ω，额定店里2A
H导线、电键若干
（1）在用多用电表粗侧时，该兴趣小组首先选用
欧姆档，此时欧姆表的指针位置如图甲所示，为了减小误差，多用电表的选择开关应换用_________欧姆档，按操作规程再次测量电阻的阻值，此时欧美表的指针如图乙所示，读数为_______Ω
（2）在用伏安法精确测量时，要求待测电阻的电压从零开始连续调节，则要完成测量，应选择的电压表是__________，电流表是_____________（填器材前面的字母代号），并在方框内画出实验电路图
【答案】
（1）×1、9
（2）B、D如图所示
【名师点睛】由图可知，指针偏角过大，说明电阻较小，即所选量程过大使读数过小，故应换用小量程；本题选用欧姆档，故读出最上方刻度盘所指示数再与档位相乘即可；要求电压从0开始连续调节，因此滑动变阻器要采用分压接法，由于电阻较小，因此安培表要采用外接法
1．【2017·新课标Ⅱ卷】（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100μA，内阻大约为2500Ω）的内阻。
可使用的器材有：
两个滑动变阻器R1、R2（其中一个阻值为20Ω，另一个阻值为2000Ω）；电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω）；电源E（电动势约为1.5V）；单刀开关S1和S2。
C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
（1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。
（2）完成下列填空：
①R1的阻值为Ω（填“20”或“2000”）。
②为了保护微安表，开始时将R1的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的端（填“左”或“右”）对应的位置；将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱R的阻值置于2500.0Ω，接通S1。
将R1的滑片置于适当位置，再反复调节R2的滑片D的位置。
最终使得接通S2前后，微安表的示数保持不变，这说明S2接通前B与D所在位置的电势（填“相等”或“不相等”）。
④将电阻箱R和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将R的阻值置于2601.0Ω时，在接通S2前后，微安表的示数也保持不变。
待测微安表的内阻为Ω（结果保留到个位）。
（3）写出一条提高测量微安表内阻精度的建议：
。
【答案】
（1）连线见解析
（2）①20②左③相等④2550（3）调节R1上的分压，尽可能使微安表接近满量程
【解析】
（1）实物连线如图：
【名师点睛】此题考查电阻测量的方法；实质上这种方法是一种“电桥电路”，搞清电桥平衡的条件：
对角线电阻乘积相等，即可轻易解出待测电阻值；知道分压电路中滑动变阻器选择的原则及实物连线的注意事项。
2．【2016·浙江卷】（10分）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3Ω的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。
采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω。
（1）测R1阻值的最优连接方式为导线①连接______（填a或b）、导线②连接______（填c或d）。
（2）正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为______Ω。
U/A
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
（3）已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的
，若测R2的阻值，则最优的连线应选_____（填选项）。
A．①连接a，②连接cB．①连接a，②连接d
C．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d
【答案】
（1）ad
（2）作图如图所示4.44.7（3）B
【名师点睛】此题是伏安法测电阻的问题。
解本题的关键是知道器材及电路的选择及数据的处理方法；电路的选择：
当满足RV＞＞Rx时，用电流表外接电路；当满足Rx＞＞RA时，用电流表内接电路。
注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是：
“一上两下”。
能够用电阻定律来分析两导体的电阻关系。
3．【2016·全国新课标Ⅰ卷】（10分）现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。
提供的器材有：
热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过
时就会报警），电阻箱（最大阻值为999.9Ω），直流电源（输出电压为U，内阻不计），滑动变阻器
（最大阻值为1000Ω），滑动变阻器
（最大阻值为2000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节，已知U约为18V，
约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω。
（1）在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
（2）在电路中应选用滑动变阻器________（填“
”或“
”）。
（3）按照下列步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为______Ω；滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端附近，不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至______。
（4）保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。
【答案】
（1）连线如图所示
（2）R2（3）①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警
【名师点睛】本题主要考查闭合电路欧姆定律的应用、等效替换法。
要特别注意本题使用了等效替换法，先用电阻箱的阻值来代替热敏电阻来调节电路，再接入热敏电阻时，就可以直接工作，这种做法灵活、方便、安全。
4．【2015·全国新课标Ⅱ·23】电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两倍。
某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：
待测电压表（量程3V，内阻约为3000欧），电阻箱R0（最大阻值为99999.9欧），滑动变阻器R1（最大阻值100欧，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线若干。
（1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整。
（2）根据设计的电路写出步骤，，。
（3）将这种方法测出的电压表内阻记为
与内阻的真实值Rv先比
Rv（添“>”“=”或“<”），主要理由是。
【答案】
（1）如图所示
（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调节R1，使电压表指针满偏；保证滑动变阻器的滑片的位置不变，断开S2，调节电阻箱R0，使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，即为测得的电压表内阻。
（3）>；断开S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路的总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故
。
【方法技巧】本题主要是理解半偏法测电表内阻，主要还是电路分析。
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