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2022年高考物理考前专练——实验：导体电阻率的测量
1．在“测定金属的电阻率”实验中，待测金属导线的电阻约为，实验室备有下列实验器材：
A．电压表V1（量程，内阻约为）
B．电压表V2（量程，内阻约为）
C．电流表A1（量程，内阻约为）
D．电流表A2（量程，内阻约为）
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.电池（电动势为，内阻约为）
H.开关，导线若干
（1）为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材除、外，还有___________。（填选项前的字母）
（2）为减小实验误差，应选用下图中___________（选填“a”或“b”）为该实验的电路图。此接法的测量值___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
（3）若两电表的示数分别如图c所示，则电阻值为___________（保留两位有效数字）。
2．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度，再用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，则________。
（2）该同学接着用欧姆表粗测该金属丝的电阻，他进行了如下操作：先用“”挡测量时发现指针偏转角度过大，则应该换用________（选填“”或“”）挡，正确换挡、重新欧姆调零后再进行测量，指针静止时位置如图乙所示，则该金属丝的电阻________（结果保留三位有效数字）。
（3）若用伏安法测量该金属丝的阻值，电路如图丙所示。除电源（电动势为，内阻不计）、电流表A（量程为，内阻约）、待测金属丝、导线、开关外，电压表应选用________，滑动变阻器应选用________（以上两空均选填以下给定器材前的字母）。电压表的左端应与电路中的________（选填“”或“”）点相连。
A．电压表V1（量程为，内阻约）
B．电压表V2（量程为，内阻约）
C．滑动变阻器（总阻值为，额定电流为）
D．滑动变阻器（总阻值为，额定电流为）
若某次测量中，电压表和电流表示数分别为和，请用上述直接测量的物理量（、、、）写出金属丝的电阻率的表达式，即________。
3．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图甲和图乙所示，则圆柱体的长度为___________cm，直径为___________mm；
（2）按图丙连接电路后，实验操作如下：
①将滑动变阻器的阻值置于最________（填“大”或“小”）处；将拨向接点1，闭合，调节，使电流表示数为一个恰当的值；
②将电阻箱的阻值调至最___________（填“大”或“小”）处，拔向接点2；保持不变，调节，使电流表的示数仍为，此时阻值为12.8Ω；
（3）由（2）中的测量，可得圆柱体的电阻为___________Ω；
（4）利用以上各步骤中所测得的数据，得该圆柱体的电阻率为___________Ω·m（保留3位有效数字）。
4．如图甲所示是由某种金属制成的均匀空心柱体，其横截面内外均为正方形，电阻约为50Ω，为比较准确测量其电阻率，实验室提供以下器材：
A．电流表：量程0~60mA，内阻约为0.20Ω
B．电压表：量程0~3V，内阻为3kΩ
C．电压表：量程0~15V，内阻约为5kΩ
D．滑动变阻器：最大阻值10Ω
E.滑动变阻器：最大阻值1kΩ。
F.电源：电动势3V，内阻不计
G.开关、导线若干
（1）用游标卡尺测得该导体截面的外边长D读数如图乙所示，则_________mm；
（2）用伏安法可以更准确地测量该柱体的电阻，为使实验中数据有较大的测量范围，则滑动变阻器应选择_________（填仪器前的符号），电压表应选_________（填仪器前的符号），电路图应选择_________（填电路图下方的代号）。
A． B． C． D．
（3）若该空心柱体横截面的外正方形的边长为D，横截面金属厚度为d，柱体长度为L，电流表读数为I，电压表读数为U，电压表内阻为r，用以上符号表示该柱体材料的电阻率_________。
5．某研究性小组想用实验的方法测量某电阻丝材料的电阻率，首先截取了一段长为10cm的电阻丝，用多用电表粗略测量其电阻值约为，接下来进行了如下操作
①用螺旋测微器测量电阻丝的直径，结果如图，则该电阻丝的直径为_______mm
②设计电路测量电阻丝的阻值。实验室中可以使用的器材有：
电源（电动势2V，内阻不计）
电流表（量程0~0.3A，内阻约）
电流表（量程，内阻）
电压表V（量程，内阻约）
滑动变阻器（）
定值电阻
定值电阻
开关及导线若干
要求测量尽可能准确，且电路便于调节，请在方框中画出电路图，并标注器材代号______
③关于本实验的误差，下列说法正确的是_______
A．用螺旋测微器测量电阻丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差
B．用图像处理实验数据求出电阻丝阻值可以减小偶然误差
C．需要将得到的几组电表示数取平均值以减小误差
D．为减小读数时的误差，电表读数时应多估读几位数
6．电导率是电阻率的倒数，25℃时合格纯净水的电导率小于5.0×10-4Ω-1·m-1。某小组为测量一水厂纯净水的电导率，用绝缘性能良好的塑料圆柱形容器装满采集的水样，然后用金属圆片电极将容器两端密封。实验室还提供了下列器材：
A．游标卡尺
B．电压表V（量程3V，内阻约5kΩ）
C．灵敏电流计G（量程20μA，内阻约250Ω）
D．滑动变阻器R（阻值0～20Ω，额定电流1A）
E．电源（，内阻很小）
F．开关、导线若干
（1）图甲为游标卡尺的结构示意图、实验前需测量圆柱形容器的内径，应使用游标卡尺的___________（选填“A”、“B”或“C”）进行测量，游标卡尺示数为___________cm。
（2）请用笔画线代替导线，将图乙测量纯净水样品电阻的实物电路连接完整_________。
（3）测量数据如下表所示，请在图丙中作出图像_________。根据图像求出该样本电阻的阻值Rx=___________kΩ（结果保留两位有效数字），进而可以求出电导率。
U/V 0.52 1.20 1.80 2.36 2.78
I/μA 2.0 4.4 6.8 8.8 10.4
（4）若装入的纯净水样品未完全充满塑料圆柱形容器，这将会使测得的电导率___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”），理由是___________。
7．如图甲为某学习小组测定定值电阻的阻值和某种金属丝电阻率所设计的实验电路，电源为输出电压恒为的学生电源，电流表的量程为，待测金属丝粗细均匀。主要实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径；
（2）调节接线夹夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度。闭合开关，读出电流表的读数如图乙所示，电流表读数__________。
（3）改变接线夹位置，重复步骤（2），测出多组与的值。
（4）根据测得的数据，作出如图丙所示的图线，可得__________（保留2位有效数字），金属丝的电阻率__________（保留3位有效数字）。
（5）若考虑电流表的内阻影响，电阻率的测量值__________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
8．某实验小组要测定一段电阻丝的电阻率，具体操作如下。
（1）用螺旋测微器测量其直径，结果如图甲所示，由图可知其直径为___________mm；
（2）用多用电表粗测电阻丝的阻值，将多用电表选择开关置于“×10”挡，将黑红两表笔短接，然后进行________，经正确操作后多用电表指针位于如图乙所示位置，被测电阻丝电阻的测量值为________Ω；
（3）利用如图丙所示的电路精确地测量电阻丝的电阻，有以下实验器材可供选择：
A．电源（电动势约3V，内阻约0.1Ω）
B．电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）
C．电流表（量程0~25mA，内阻RA1=3.0Ω）
D．电流表（量程0~0.6A，内阻RA2=3.0Ω）
E．电阻箱R（0~999.9Ω）
F．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2.0A）
G．开关一个，导线若干
（4）实验中电流表应选择___________（填写器材前边序号）。
（5）闭合开关，调节滑动变阻器和电阻箱，使电压表有一较大读数U，记下此时电阻箱的读数和电流表的读数；
（6）改变电阻箱的阻值，同时调节滑动变阻器，使电压表的读数仍为U，记下此时电阻箱的读数R2和电流表的读数；
（7）重复步骤（6），得到多组电阻箱和电流表的数据，以电阻箱电阻R为横坐标，以电流表电流的倒数为纵坐标建立坐标系，描点连线，获得图线的纵轴截距为b，如图丁所示，可知电阻丝电阻为___________（用题中给定物理量的符号表示），再测出电阻丝的长度L，可以根据电阻定律计算出电阻丝的电阻率ρ，若从系统误差的角度分析用该方法测得的电阻丝的电阻率与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。
9．某学习小组想测量常温下某金属丝的电阻率，金属材料的电阻约为10Ω。实验室提供的器材如下：
A．20分度游标卡尺、刻度尺
B．直流电源E（电动势为2V）
C．电流表（量程300mA，内阻约为0.5Ω）
D．电流表（量程0.6A，内阻约为0.1Ω）
E.滑动变阻器（0~10Ω，额定电流2A）
F.滑动变阻器（0~1000Ω，额定电流0.5A）
G.电阻箱（0~999.9Ω，额定电流0.5A）
H.直径为D的陶瓷管
I.开关一只，导线若干
他们进行了以下操作：
①用20分度的游标卡尺测量金属丝的直径d如图（a）所示；
②将待测金属丝（有漆包线）紧密地绕在直径为D的陶瓷管上（），制成一个新的滑动变阻器（滑片P与漆包线相接触的位置去掉包线漆），如图（b）所示；
③选择合适的器材按图（c）所示电路图进行连接，将待测金属丝制成的新滑动变阻器的A、F接线柱接入电路；
④将新滑动变阻器的滑片P置于图（d）虚线位置处，调节滑动变阻器R的滑片至一个合适的位置，闭合开关S，调节电阻箱，使电流表的指针半偏；
⑤保持滑动变阻器的滑片位置不变，向右移动新滑动变阻器的滑片P，调节电阻箱，使电流表的指针仍然半偏，读取此时电阻箱的阻值，并用刻度尺测量滑片P与虚线间的距离L；
⑥重复步骤⑤，根据测得的实验数据作出电阻箱的阻值与距离L之间的关系图像，如图（e）所示。
回答下列问题：
（1）金属丝的直径d=___________cm；
（2）为减小实验误差、方便操作，在设计时电流表应选择___________，滑动变阻器R应选择___________；（均填器材前面的序号）
（3）根据图（c）所示的电路图，用笔画线代替导线把图（d）的实物图补充完整；___________
（4）若图像的斜率的绝对值为k，则该金属丝的电阻率___________（用已知量和测得的物理量字母表示）。
10．电脑充电器是我们生活中常见的充电设备，其数据线所用的导线是否合格至关重要。某物理兴趣小组从数据线内剥离出长1.5m的金属丝（估测电阻约0.4Ω），测量此金属丝的电阻率。实验室提供的器材有：
A．电流表A1（量程为0~0.6A，内阻为RA=1Ω）
B．电流表A2（量程为0~1A，内阻Rx2约为0.5Ω）
C．电压表V（量程为0~15V，内阻为RV=10kΩ）
D．定值电阻R1=1Ω
E．定值电阻R2=10Ω
F．滑动变阻器R（最大阻值为5Ω）
G．电源E（电动势为1.5V，内阻约为2Ω）
H．开关S一只，刻度尺一把，塑料细管一段，导线若干
（1）该实验小组设计的部分测量电路如图甲所示，请选择合适的器材，电表1为______，电表2为______，定值电阻为______。（均填写器材前的字母序号）
（2）为提高实验精度，要求流过待测金属丝的电流从零开始调节。请在虚线框中画出实验电路图。
（3）实验中，先将选取的金属丝紧密缠绕在塑料细管上，数出其匝数N=50匝，用刻度尺测得总长度l=6.90cm（如图乙所示），然后将长L=1.0m的金属丝接到测量电路中，经过多次测量，得到如图丙所示的图像（其中I1为电表1的读数，I2为电表2的读数），根据以上数据可求得此金属丝的电阻率ρ=______（结果保留两位有效数字）。
（4）关于本实验的误差分析，下列说法正确的是______（填正确答案标号）。
A．绕线法测金属丝的直径，读数产生的误差属于系统误差
B．测量金属丝电阻的电路接法不会产生系统误差
C．采用图像法求金属丝电阻，能减小系统误差
实验：导体电阻率的测量参考答案
1． A、D、E； a； 小于；
2． 1.415 160 A D
3． 5.01 5.3145.316 大 大 12.8
4． 30.50 D B B
5． 1.6641.667 B
6． A 3.110
偏小 电流方向上，样品的横截面积减小，所测电阻增大
7． 0.40 6.0 等于
8． 2.150 欧姆调零 120 C 相等
9． 0.850
10． B A D B

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