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专题 08 电学实验基础 电阻率的测量
考点一 螺旋测微器和游标卡尺的使用
1.(2024·盐城期末)某同学用螺旋测微器测量一个圆柱导体的直径,测得的读数如图所示。则该圆柱导
体的直径是( )
A.4.696mm B.4.519mm C.5.696mm D.5.196mm
2.(2024·闵行期末)测量电阻丝的直径,选用的测量工具是( )
A.螺旋测微器 B.刻度尺
C.卷尺 D.多用电表
3.(2024·朝阳期末)某同学用游标卡尺测量一个圆柱形导体的长度,游标尺上有10等分刻度,测量示数
如图甲所示;用螺旋测微器测量该导体的直径,测量示数如图乙所示。下列选项中正确表示读数结果
的是( )
1
学科网(北京)股份有限公司A.甲 乙 B.甲 乙
C.甲 乙 D.甲 乙
4.(2024·烟台期末)如下图所示,螺旋测微器的读数为 mm;游标卡尺的读数为 cm。
5.(2024·哈尔滨期末)在做《测定金属丝的电阻率》的实验时
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径。如图所示,由图读出金属丝的直径是 mm。
(2)游标卡尺的读数:主尺最小分度是1mm,则图中的游标是20分度,则读数为 mm;
考点二 滑动变阻器的限流分压接法
6.(2024·黄山期末)(1)已知电路中电源电动势为9V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100Ω,图
A为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I—U特性曲线。为了通过测量
得到图A所示I—U特性曲线,在图B、图C两个电路中应选择的是 (选填“图B”或“图
C”);
2
学科网(北京)股份有限公司(2)在图D电路中,电源电压恒为9.00V,电流表读数为70.0mA,定值电阻 。由热敏电阻
的I—U特性曲线可知,热敏电阻两端的电压为 V;电阻 的阻值为 Ω(结果保留三位有
效数字)。
7.(2024·铁岭期末)(1)在探究“决定导线电阻因素”的实验中。需要进行以下测量:欲用伏安法测定
一段电阻丝的电阻,其阻值约为 ,要求测量结果尽量准确,这位同学想使被测电阻R两端的电压
从零开始调节。他可选用的器材有:
①下列器材中,电流表应选用(填器材的标号 和 下同)__,电压表应选用____,滑动变阻器应选
用________。
②在如图的虚线框内画出你设计的实验电路图___
A.电池组E(6V,内阻很小)
B.电流表 (0~3A,内阻约 )
C. 电流表 (0~0.6A,内阻约 )
D.电压表 (0~3V,内阻约 )
E. 电压表 (0~6V,内阻约 )
F. 滑动变阻器 ( , 2A)
G. 滑动变阻器 ( , 1A)
H. 电键、导线
8.(2024·滁州期末)某同学设计实验测定金属的电阻率,要求电压从零开始调节。用米尺测量金属丝的
长度为 ,用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属丝的直径时如图甲、乙所示。
3
学科网(北京)股份有限公司金属丝的电阻大约为 ,在用伏安法对金属丝进行进一步测定时,有如下实验器材供选择:
直流电源:电源电压 ,内阻可不计;
电流表 量程 ,内阻 ;
电流表 量程 ,内阻 ;
电压表 量程 ,内阻 ;
滑动变阻器 最大阻值 ;
滑动变阻器 最大阻值 ;
开关、导线等。
(1)从甲中读出金属丝的直径 ,从乙中读出金属丝的直径 ;
(2)在所给的器材中,应选的电流表是 ,应选的滑动变阻器是 ; 填写仪器前
的字母代号
(3)根据题目要求,将下面实验电路图补充完整 ;
(4)用待测金属丝的电阻 、长度 以及直径 表示金属丝的电阻率 ;
(5)实验测出的金属丝的电阻为 ,根据测量数据,计算出这种金属材料的电阻率为
( 取3.14,小数点后保留两位数字)。
9.(2024·宁波期末)某物理兴趣小组测定一段金属丝的电阻率,提供实验器材如下:
A.待测金属丝R(电阻约8Ω)
B.电流表A( ,内阻约0.6Ω)
C.电压表V( ,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R( ,2A)
1
E.电源E(3V)
F.开关,导线若干
(1)某同学用图示仪器测量金属丝的直径,它的名称是 ;
4
学科网(北京)股份有限公司A.游标卡尺 B.螺旋测微器
(2)测量直径d时,其中一次测量如图所示,其读数 ;
(3)为使金属丝两端电压调节范围尽量大,并使测量结果尽量准确,图四个电路中,应该选用的是
(填甲、乙、丙、或丁);
(4)实验过程中,调节滑动变阻器,测出6组电压U和电流I的数据,其中一组如图所示,此时金属
丝两端的电压为 ,流过的电流为 ,根据数据作出 图像如图所示,图线的斜
率为k,测得该金属丝的长度为L,该合金丝的电阻率 (用d、L、k表示)。
考点三 测电阻率的基本实验方法
10.(2024·扬州期末)某同学测量某金属丝的电阻率,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接:
如图甲所示,金属丝的一端固定,另一端作为活动端来改变金属丝接入电路的长度,两端分别用带有
金属夹A、B的导线接入如图乙所示的电路中。
(2)金属丝电阻率的测量:
5
学科网(北京)股份有限公司①用刻度尺测量并记录金属夹A、B间的距离,即为导线的长度。用螺旋测微器测量此时金属丝的直
径,示数如图丙所示,其直径为 。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最 端(选填“左”或“右”)。断开开关S,闭合开关S,
2 1
调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I。
1
③闭合S,电压表的示数 (选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U,
2
记录电流表的示数I,则此时金属丝的电阻为 (用I、I 和U表示)。
2 1 2
④根据电阻定律求得金属丝的电阻率。
⑤断开S,增大导线的长度,重复上述步骤,计算出电阻率的平均值。
1
(3)电压表内阻对该金属丝电阻的测量结果 (填“偏大”“偏小”“无影响”)
11.(2024·佛山期末)有一根细长而均匀的金属管线样品,长约60cm,电阻约为6Ω,横截面如图甲所
示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为 mm;
(2)现有如下器材:
A电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
B电流表(量程3A,内阻约0.03Ω)
C电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
D滑动变阻器(1750Ω,0.3A)
E滑动变阻器(15Ω,3A)
F蓄电池(6V,内阻很小)
G开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选 ,滑动变阻器应选 。(只填代号
字母)
(3)请将图丙所示的实际测量电路补充完整 。
6
学科网(北京)股份有限公司(4)已知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,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的
物理量是 。(所测物理量用字母表示并用文字说明).计算中空部分横截面积的表达式为
。(用字母填写表达式)
12.(2024·南京期末)在“测定金属丝电阻率“的实验中需要测出某段金属线的长度 直径 和电阻 。
(1)在某次实验中,用螺旋测微器测量该金属的直径时,读数如图甲,则金属丝的直径为
。
(2)若用图乙测量电阻丝的电阻,则测量结果将比真实值 。(填“偏大”或“偏小”)
(3)在对上述金属线选取1.87米长度并接入到电路图中进行测量,发现电压表和电流表测金属丝的
电压和电流时读数(如图所示),则电压表的读数为 ,电流表的读数为 A。
(4)根据上述步骤中所测得的实验数据,最终测得该金属导线的电阻率为 。(用科学计
数法表达,保留两位有效数字)
13.(2024·黔南期末)碳纤维板是将碳素纤维使用树脂浸润硬化形成的碳纤维板材,具有强度高、重量
轻、耐腐蚀等良好性能,它还具有较好的导电性,在一些高端器械上被广泛使用。小明为了探究碳纤
维板的导电性能,找了一块长 、宽 、厚为 的碳纤维板来测量其电导率 (电导率 是电阻率的
倒数)。实验步骤如下:
7
学科网(北京)股份有限公司(1)先用游标卡尺测出碳纤维板的厚度 如图1所示,其读数为 。
(2)再用如图2所示的电路测量碳纤维板的电阻,电路中定值电阻阻值为 ,电压表可视为理想电
压表。闭合开关S,单刀双掷开关接 时,电压表读数为 ;保持开关S闭合,单刀双掷开关接
时,电压表读数为 。由此求得碳纤维板的电阻 ,碳纤维板的电导率
。(结果均用题中所给的字母表示)
14.(2024·海南期末)一根细长而均匀的金属管线样品,长约为 ,电阻大约为 ,横截面如图甲所
示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为 ;
(2)现有如下器材:
A.电流表(量程 ,内阻约 )
B.电流表(量程 ,内阻约 )
C.电压表(量程 ,内阻约 )
D.滑动变阻器( , )
E.滑动变阻器( , )
F.蓄电池( ,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选 ,滑动变阻器应选 ;(只填代号字
母)
(3)若采用限流式接法,请将如图所示的实际测量电路补充完整 ;
8
学科网(北京)股份有限公司(4)已知金属管线样品材料的电阻率为 ,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,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的
物理量是 (所测物理量用文字说明)。
考点四 创新实验方法
15.(2024·秦皇岛期末)在“测定金属的电阻率”实验中。
(1)若测出合金丝长度为 ,直径为 ,电阻为 ,则该合金电阻率的表达式 。
(用上述字母和通用数学符号表示)
(2)按如图所示的电路图测量合金丝的电阻 。实验中除开关、若干导线之外还提供下列器材:
A.待测合金丝 (接入电路部分的阻值约 )
B.电源(电动势 ,内阻不计)
C.电流表( ,内阻约 )
D.电流表( ,内阻约 )
E.灵敏电流计 (满偏电流 为 ,内阻 为 )
F.滑动变阻器( ,允许通过的最大电流 )
G.滑动变阻器( ,允许通过的最大电流 )
H.电阻箱 ( )
9
学科网(北京)股份有限公司为了测量准确、调节方便,实验中电流表应选 ,滑动变阻器应选 。(均填
写仪器前的字母)
(3)某同学按照图示电路图选择恰当仪器后,正确连接好电路,将电阻箱接入电路的阻值调为
,改变滑动触头的位置,进行多次实验,根据实验数据,画出了灵敏电流计G的示数
和电流表A的示数 的关系图线如图所示,由此可知,合金丝接入电路的电阻测量值
(保留两位有效数字)。
16.(2024·宣城期末)某实验小组利用所提供的如下器材测量某一金属丝R (电阻约为10Ω)的电阻率。
x
使用刻度尺测得金属丝长度L=0.825m,使用螺旋测微器测量金属丝的直径,可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为9.0V,内阻约1Ω);
电流表A(量程0~100mA,内阻为5Ω);电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.3Ω);定值电阻R
1 2 1
=55Ω;
滑动变阻器R(0~5Ω);开关一个、导线若干。
(1)螺旋测微器示数如图甲所示,可知金属丝直径为 mm;
(2)若想更加精确地测出金属丝的电阻,请设计出测量电路图,并标明所用器材符号。要求使用提
供的全部器材,能够测量多组数据,测量尽量准确 ;
10
学科网(北京)股份有限公司(3)按照所设计出的测量电路,在某次测量中获得的数据如图乙所示,则电流表A 的示数为
1
mA,电流表A 的示数为 A;
2
(4)由以上所测的数据可算得金属丝的电阻率为 。
17.(2024·湖南期末)某实验小组为测量某一电阻阻值 (约为几欧),实验室现有器材如下,试设计
实验尽可能多测几组数据取平均值精确测量其阻值:
A.电流表A(量程 ,内阻约为 )
B.毫安表G(量程 ,内阻为 )
C.滑动变阻器 ,总阻值为
D.滑动变阻器 ,总阻值为
E.电阻箱R,总阻值
F.电源E,电动势 ,内阻不计
G.开关S、导线若干。
(1)实验中滑动变阻器选 (填 或 )。
(2)实验小组将毫安表改装成量程为3V电压表,则应将电阻箱与毫安表 (选填“串联”或“并
联”),且电阻箱阻值为 。
(3)试画出测量原理图 (所有元件都用题目所给符号表示)。
(4)合上开关S,改变滑片位置,记录下两表的示数,测得毫安表G示数为 ,电流表A示数为
(单位均为A),则 (用 、 表示)。
18.(2024·西安期末)彭同学想要精确测量一量程为2mA的表头G的内阻。
11
学科网(北京)股份有限公司(1)该同学先用多用电表粗测表头G的内阻,正确操作时,应该使多用电表的红表笔接表头G的
(填“正”或“负”)接线柱,黑表笔接另一个接线柱。
(2)该同学用多用电表测得表头G的内阻为130Ω,为了更精确地测量表头G的内阻,其设计的实验
电路如图所示,可供选择的器材有电流表A(量程为0~6mA,内阻约为200Ω),电流表A(量程
1 2
为0~0.6A,内阻约为0.1Ω),定值电阻R(阻值为10Ω)和定值电阻R(阻值为60Ω。则电流表A
1 2
应选 (填“A”或“A”),定值电阻 应选 (填“R”或“R”)。
1 2 1 2
(3)正确选择器材进行实验,测得表头G的示数为I,电流表A的示数为I,则表头G的内阻 =
1 2
。(用I、I 以及R 或R 表示)
1 2 1 2
19.(2024·淄博期末)一粗细均匀的导电材料样品,截面为同心圆环,该样品的外径 ,内径
,如图甲所示。某同学设计实验测量该样品的电阻率,实验步骤如下:
(1)如图乙所示,用游标卡尺测得该样品长度 。
(2)用多用电表测得该样品阻值约为110Ω,为精确的测量其电阻阻值,可供选择的器材如下:
待测导电样品
电流表 (量程600 ,内阻约为1Ω)
电流表 (量程150 ,内阻约为20Ω)
电流表 (量程30 ,内阻为50Ω)
定值电阻
定值电阻
滑动变阻器R(0-20Ω,额定电流2A)
直流电源E(电动势约为12V,内阻不计)
开关一只,导线若干
12
学科网(北京)股份有限公司①根据实验器材,设计实验电路如图丙所示,图中电流表A应选择 ,图中电流表 应选择
,定值电阻 应选择 。(选填所选器材的字母代号)
②实验中调节滑动变阻器,测得电流表A、 对应的多组电流值I、 ,做出 的图像如图丁
所示,可得该导电样品的电阻阻值为 Ω.
(3)由以上数据,计算可得该样品电阻率为 。(π取3.14)
20.(2024·济南期末)某同学采用如图所示电路测量定值电阻的阻值,实验器材如下:
电压表 (量程 ,内阻 )
电压表 (量程 ,内阻 约为 )
滑动变阻器
待测定值电阻
电源 (电动势 ,内阻不计)
开关和导线若干
回答下列问题:
13
学科网(北京)股份有限公司(1)闭合开关前,将滑动变阻器滑片置于 (选填“左端”“中间”或“右端”)。
(2)在此电路图中,A为电压表 (选填“ ”或“ ”)。
(3)调节滑动变阻器,两电压表 、 读数分别为 、 ,根据实验电路图,可得
(用 、 和 表示)。
(4)若电压表 实际电阻小于 ,则 的测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏
小”或“相等”)。
21.(2024·泰安期末)要精确测量电压表V₁的内阻,实验室提供了以下器材:
待测电压表V₁(量程为2.50V,内阻约为2000Ω)
电压表V₂(量程为3.00V,内阻约为3000Ω)
定值电阻R(阻值500Ω)
1
定值电阻R(阻值5000Ω)
2
滑动变阻器R(阻值范围0~20Ω,额定电流为1A)
电源(电动势为3V,内阻为0.5Ω)
开关、导线若干
某实验小组设计的电路如图甲所示。
请回答以下问题。
(1)图中a、b两点间 (填“需要”或“不需要”)用导线连接;
(2)图中虚线框内的定值电阻应为 (填“R”或“R”);
1 2
(3)测量中电压表V 的示数用U 表示,电压表V 的示数用U 表示,则电压表V 的内阻 =
1 1 2 2 1
(用题中给出的字母表示);
(4)为使测量值精确,通过调节滑动变阻器得到多组U 和U 的值,以U 为纵坐标,U 为横坐标描
1 2 2 1
点画出的图像如图乙所示,由此可得电压表V 的内阻 为 Ω(结果保留四位有效数字)。
1
14
学科网(北京)股份有限公司22.(2024·黄山期末)物理兴趣小组使用废旧的针筒设计电路来测量某浓度氯化钠溶液的电阻率。设计电
路如图1所示,导线连接在固定于针筒内部的两个电极上,将针筒内部的圆柱形溶液接入电路中,通
过伏安法测得针筒内溶液的阻值。已知针筒内横截面积为S,可通过针筒上的刻度读出针管内溶液的
长度L。实验中有以下实验器材可供选择:
A.电源(电动势 )
B.电流表 ( )
C.电流表 ( )
D.电压表V( )
E.滑动变阻器R( )
F.开关、导线若干,保护电阻一个。
(1)小红同学将针筒内吸入一定的溶液之后,先使用多用电表粗测该部分溶液的电阻。当使用“
”挡测量时,发现指针偏转角度过小,为了更准确地测量该电阻丝的阻值,应将多用电表的欧姆挡位
换到 (选填“ ”或“ ”)挡进行再次测量,并重新进行 (选填“机械
调零”或“欧姆调零”)。在正确完成以上步骤后,测量时指针位置如图2所示,则示数为
。
(2)为了保证数据记录的准确和电路的安全,需要选择适当的器材进行实验。则电流表应当选择
(选填“ ”或“ ”),由图1电路测出的电压和电流根据欧姆定律计算出溶液的电阻测量值比
实际溶液电阻的真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)小明同学重新设计了如图甲所示电路测溶液的电阻率。改变针筒内溶液的长度L, 同时记录电
流表的示数1,收集多组数据后得到 的图像如图乙所示,图像斜率为k,纵坐标截距为a,电流
表内阻不计,用于保护电路的定值电阻为R,则电源的内阻r大小为 ,该溶液的电阻率为
。(用题中给出的物理量符号表示)
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学科网(北京)股份有限公司23.(2024·深圳期末)某小组设计了图甲所示的实验电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系。
图中S 为开关,S 为单刀双掷开关,R 为待测稀盐水溶液液柱。
1 2 x
(1)实验时,闭合S,S 置于位置1,改变滑动变阻器滑动触头P的位置,电流表示数有明显变化,
1 2
电压表没有示数;再将S 置于位置2,情况相同。经检查,电路中所有元件完好,则导线a、b、c、
2
d、e、f、g中出现断路故障的是 导线。
16
学科网(北京)股份有限公司(2)修复故障后,用电流表内接法测量R 的阻值时应该将S 置于位置 (填“1”或“2”)。
x 2
(3)用电流表内、外接法得到R 的电阻率随浓度变化的两条曲线如图乙所示(不计由于通电导致的
x
化学变化)。某次用电流表内接法测得R 的阻值为2800Ω,R 的横截面积为20cm²,长度为20cm,则
x x
其电阻率为 ,由图乙中对应曲线 (填“A”或“B”)可得此时溶液浓度约为
%。
24.(2024·淮安期末)在“测量金属丝的电阻率”实验中,待测金属丝接入电路部分长度为 。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径为 ,某次测量结果如图所示,读数为 。
(2)用伏安法测金属丝的电阻 。测量所用器材为:电池组(电动势 ,内阻约 )、电流表
(内阻约 )、电压表(内阻约 )、滑动变阻器 ( ,额定电流 )、开关、导线若
干。某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
0.20 0.59 1.00 1.50 2.20
0.05 0.15 0.24 0.38 0.54
由以上实验数据可知,他们测量 使用的电路是如图 所示的电路。
A. B.
C. D.
(3)关于实验中产生的误差,下列说法中正确的是
A.用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时,读数引起的误差属于系统误差
B.用 图像处理实验数据求金属丝电阻可减小偶然误差
17
学科网(北京)股份有限公司C.由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值大于真实值
(4)请在图中描绘出 图线 。由图线得到金属丝的阻值 (保留两位有
效数字)。
(5)多次测量金属丝直径,平均值为 ,则金属丝电阻率为 (保留两位有
效数字)。
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学科网(北京)股份有限公司