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2024-2025学年教科版（2019）必修第三册 2.4实验：测量金属的电阻率 课时过关练（含解析）
1．为测量一段粗细均匀的电阻丝的阻值，某学生小组设计如下实验。
（1）先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值，选用的欧姆挡为“”，测量结果如图（a）所示，则电阻丝的阻值为_______Ω。
为了更精确测量电阻丝阻值大小，设计图（b）所示电路。
所用实验器材有：
电源（电动势0~4.5V可调，内阻不计）、标准电池（电动势1.0186V）、灵敏电流计G（阻值约）、电流表（量程0~200mA，内阻不计）、定值电阻、可变电阻（阻值）、探针（一端连灵敏电流计，另一端连电阻丝）、米尺、开关和、导线若干。
（2）实验步骤如下：
①首先将调至较小，闭合开关；
②将探针置于电阻丝中间位置附近，调至最大值。试触开关，观察灵敏电流计指针偏转情况。如果指针偏转，则改变大小或探针的位置，反复调节直到灵敏电流计的示数为0。此时________，________。（填“>”、“＝”或“<”）；
③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，则要调________（填“大”或“小”），或者将探针向________（填“左”或“右”）滑动；
④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，则电阻丝的阻值为________Ω（保留3位有效数字）。
2．如图1所示是一个多用电表欧姆挡内部电路示意图，由表头、电源、调零电阻和表笔组成，今用其测量的阻值。
（1）甲、乙两测试表笔中，甲表笔应是_________（填“红”或“黑”）表笔；
（2）测电阻的倍率选择“”，将甲、乙两表笔短接，调节调零电阻R，使表针指到表盘刻度的最右端；在测试表笔乙已接触被测电路右端的前提下（见图1），测试表笔甲应接触被测电路中的_________（填“a”或“b”）点，此时表针恰好指在上图2的虚线位置，则被测电阻的阻值为_________Ω；
（3）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是_________；（选填选项下面的字母）
A. B.
C. D.
（4）已知图中电源的电动势为，电源的电动势为（内阻可忽略）。若按照上述（2）中的步骤测电阻时，测试表笔甲在a、b两个点中连接了错误的触点，则电阻的测量值为_________Ω。
3．(1)在测电阻的实验中，部分电路按照图1连接。当电压表的右端由试触a点改为试触b点时，发现电流表的示数变化明显，则测电阻时，电压表的右端接在______（选填“a”或“b”）时，测量误差较小。
(2)如果待测电阻约为200Ω，电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为10Ω。则图1所示的电路中，电压表的右端接在______（选填“a”或“b”）时，测量误差较小。
(3)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为直流50mA挡，则示数为_____mA.若所选挡位为电阻“×10”挡，则示数为_____Ω。
(4)某小组同学发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值关系，分别画出了下面几种图象，其中可能正确的是___________。（选填选项下面的字母）
A. B. C. D.
4．某实验小组利用如图甲所示的电路测量一未知电阻的阻值（大约为90Ω），图中电源电动势、内阻约为6Ω，为定值电阻，毫安表的量程为50mA、内阻约为30Ω。
I.断开开关、，按图甲连接电路；
II.先接通，再接通，记下此时毫安表的读数；
III.断开，记下此时毫安表的读数。
（1）如图乙所示，某次毫安表的读数_______mA。
（2）在（1）的条件下，若，待测电阻_______Ω（结果保留一位小数）。
（3）该小组尝试将换为一系列不同阻值的电阻进行实验，并在毫安表的刻度上标出对应的阻值，这样就改装成了一个新式“欧姆表”，则的表达式为_______（用E、、表示）；根据此式，毫安表上30.0mA处对应的阻值为_______Ω。
（4）若用了一段时间后电源的内阻变大了，电动势可认为不变，则用此欧姆表测量电阻的结果将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
5．某兴趣小组为了测量一待测电阻的阻值。
(1)首先用多用电表粗测出它的阻值，第一次粗测发现指针偏转角度过大，然后换成“×1”的欧姆挡，在测量前_____（选填“需要”、“不需要”）进行欧姆调零，测得其阻值如图甲中指针所示，则其读数为_____Ω。
(2)为了更加精确测量的阻值，实验室里准备了以下器材：
A.电压表：量程3V，内阻为3kΩ
B.电压表：量程15V，内阻约为100kΩ
C.电流表A：量程0.6A，内阻约为1Ω
D.滑动变阻器：最大阻值6Ω
E.滑动变阻器：最大阻值60Ω
F.定值电阻
G.定值电阻
H.电源（电动势约6V，内阻不计）、导线若干、开关
根据所给器材，请在图乙虚线框中画出设计的电路图，要求电流表和电压表的读数范围尽量大，滑动变阻器选用_____（选填“”或“”），定值电阻有两种，最好选用______（选填“”或“”）。
6．为了测量某未知电阻的阻值，实验室提供了如下的实验器材：
A.电流表（量程300mA，内阻约为10Ω）
B.电流表（量程0.6A，内阻约为50Ω）
C.电压表（量程3V，内阻约为10kΩ）
D.电压表（量程10V，内阻约为50kΩ）
E.滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
F.滑动变阻器（最大阻值为100Ω）
G.电源E（电动势3.0V，内阻不计）
H.电键S及导线若干
某实验小组结合所给的实验器材，完成了如下操作：
（1）利用多用电表的欧姆挡粗略地测量该电阻的电阻值，将旋钮扳到“×1”挡位，欧姆调零后，将两表笔分别与待测电阻的两端相接触，欧姆表的读数如图所示，则该读数为________Ω；
（2）为了精确地测量待测电阻的阻值，利用伏安法完成电阻的测量，并要求电表的示数从零开始调节，则电流表应选________；电压表应选________；滑动变阻器应选________；（填器材前的字母序号）
（3）根据所选实验器材设计电路，将设计的电路画在虚线框中，并标注器材符号；
（4）考虑到电表内阻的影响，待测电阻的测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值，其原因是________。
7．某同学用多用电表粗测金属丝的电阻，他将选择开关拨到“×10”挡测量时发现读数很小，换挡后再测量。
（1）请选出正确的实验操作步骤并排序________（填各实验步骤前的标号）。
A.将选择开关旋转到“×1”挡位置
B.将选择开关旋转到“×100”挡位置
C.将选择开关旋转到“OFF”位置
D.将两表笔接触待测电阻两端，测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度线位置
（2）为精确测量该金属丝的电阻，实验室提供的实验器材有：直流电源（电动势为4V）、电流表A（量程为0~300mA，内阻约为2Ω）、电压表V（量程为0~3V，内阻约为3000Ω）、滑动变阻器R（阻值范围为0~5Ω）、开关、导线若干。电流表要求能从零开始连续测量，某同学设计的电路图如图甲所示，按该电路图进行实验，存在的问题是________（答出一条即可）；请在图乙所示的虚线框内画出正确的电路图。
（3）有一灵敏电流表，表头电阻，满偏电流，下列说法正确的是________（填正确答案标号）
A.把它改装成量程为0~3V的电压表，需要串联一个阻值为20Ω的电阻
B.把它改装成量程为0~0.5A的电流表，需要并联一个阻值为1Ω的电阻
C.把它改装成量程为0~10V的电压表，测量示数为5V时，流过灵敏电流表的电流为0.05A
D.把它改成量程为0~3A的电流表，测量示数为1.5A时，流过灵敏电流表的电流也为1.5A
8．某同学想要测定一个定值电阻的阻值（2kΩ左右），实验室提供的实验器材如下：
电流表（量程为200mA，内阻）
电流表（量程为0.6A，内阻）
电压表（量程3V，内阻）
电压表（量程5V，内阻）
滑动变阻器（最大允许通过电流1.5A，最大阻值50Ω）
滑动变阻器（最大允许通过电流0.3A，最大阻值3kΩ）
待测定值电阻
电源E（电动势约15V，内阻较小但不可忽略），单刀开关S，导线若干；
回答下列问题：
（1）该同学先用多用电表欧姆挡的×100Ω挡位对待测电阻的阻值进行粗测，正确操作后，读数如下图所示，则___________kΩ。（保留两位有效数字）
（2）实验中滑动变阻器应选用___________（填或），并采用___________接法（填“限流”或“分压”）；
（3）请选择合适的器材进行电路设计来完成对待测电阻的测量，要求尽可能测量多组数据，电表能有较大的偏转，并在虚线框中画出完整实验电路原理图；
（4）根据设计的实验电路可求得___________。（可用，，，，，，，这些符号表示）
9．某同学测量阻值约为20kΩ的电阻.现备有下列器材：
A.直流电源（12V，允许最大电流1A）
B.电流表（量程0~100μA，内阻约1kΩ）
C.电流表（量程0~500μA，内阻约200Ω）
D.电压表（量程0~15V，内阻约150kΩ）
E.电压表（量程0~50V，内阻约500kΩ）
F.滑动变阻器（最大阻值20Ω）
G.开关和导线若干
（1）测量时要求电表的示数安全且准确，电流表应选______，电压表应选______。（填字母代号）
（2）为了使电阻测量的误差尽量小，且能保证实验顺利进行，请完成下面的电路连线；
（3）上面电路电阻的测量值______其真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
参考答案
1．答案：（1）19.9（2）②=；=③调小；左④19.2
解析：（1）选用的欧姆挡为“×1Ω”，则电阻为19.9Ω；
（2）②调节直到灵敏电流计的示数为0，则c、d两点电势差为0，可知此时
③当灵敏电流计中通以d向c方向的电流时，指针会向右偏转。若某次测量时，指针向左偏转，说明有从c向d方向的电流，则c端电势较高，要调小，或者将探针向左滑动，从而减小c端电势；
④某次测量时，灵敏电流计的示数为0，电流表示数为100mA，此时测得探针到电阻丝a端的长度为53.0cm，电阻丝总长度为100.0cm，根据题意可知，电阻丝的阻值为
2．答案：（1）红（2）；1500（3）AC（4）500
解析：（1）根据红表笔连接多用电表内部电源负极，黑表笔连接多用电表内部电源正极可知，甲表笔应是红表笔。
（2）为了防止外部电流对测量结果产生影响，测试表笔甲应接触被测电路中的b点。
测电阻的倍率选择“”，指针指在“15”处，则被测电阻的阻值为。
（3）设欧姆表内电池电动势为E，电池内阻、电流表内阻、调零电阻等的总电阻为，则有
则图像是双曲线的一条，随着的增大，I减小。而上式的倒数为
可知图像是线性函数图像，纵截距大于零，随着的增大而增大。
故选AC。
（4）由上可知欧姆表的内阻为
则电流表的满偏电流为
当接入电源时，电流表的电流为
由于
则根据图2表盘可知，此时指针指在“5”处，测电阻的倍率选择“”，则此时电阻的测量值为。
3．答案：(1)b(2)b(3)22.0；190(4)BD
解析：(1)当电压表的右端由试触a点改为试触b点时，发现电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用较大，电压表内阻不是远大于待测电阻，而可认为电流表内阻远小于待测电阻，则测电阻时，应该采用电流表内接，电压表的右端接在b时，测量误差较小。
(2)如果待测电阻约为200Ω，电压表内阻约为2kΩ，电流表内阻约为10Ω。因为
则应该采用电流表内接电路，即图1所示的电路中，电压表的右端接在b时，测量误差较小。
(3)若所选挡位为直流50mA挡，最小刻度为1mA，则示数为22.0mA；
若所选挡位为电阻“”挡，则示数为。
(4)CD.根据闭合电路的欧姆定律可知
则随增加，电流I非线性减小，最终趋近于0，选项C错误，D正确；
AB.根据
可得
则图像为在纵轴上有截距的倾斜的直线，选项B正确，A错误。
故选BD。
4．答案：（1）24.0（2）87.5（3）；50（4）偏大
解析：（1）由题图乙可得知最小刻度0.1mA，需要估读一位，则
（2）接通时，根据欧姆定律有，可得，同理断开时有，相减可得，解得
（3）由（2）可得
将代入，解得
（4）电源内阻变大时，偏小，而E不变，且电阻的刻度还是按算出来的，测量结果偏大。
5．答案：(1)需要；9(2)见解析；
解析：(1)测量电阻时，只要换挡就必须进行欧姆调零
由于是“”的挡位，因此电阻的读数为
(2)若要电流表和电压表的读数范围尽量大，滑动变阻器应采用分压式接法，为了调节方便，滑动变阻器选用；由于电源电压为6V，而电压表量程太大，测量不准确，电压表量程太小，应将定值电阻与串联，改装成量程为6V的电压表，由于测量的是小电阻，为了测量准确，应采用电流表的外接，电路图如图所示
6．答案：（1）12
（2）A；C；E
（3）
（4）偏小；电压表的分流作用使得电流的测量值偏大
解析：（1）欧姆表的读数为；
（2）电源电动势为3V，则电压表选择C；电路可能出现的最大电流
则电流表应选A；要使得电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器接成分压电路，则应选阻值较小的E；
（3）因电压表内阻远大于待测电阻，则应该采用电流表外接，滑动变阻器用分压电路，则根据所选实验器材设计电路如图
（4）考虑到电表内阻的影响，待测电阻的测量值小于真实值，其原因是电压表的分流作用使得电流的测量值偏大，根据
可知，电阻的测量值偏小。
7．答案：（1）AEDC
（2）电压表及电流表的示数变化极小（或滑动变阻器的滑片置于最左端时，电源短路，电源有损坏的可能；电流表内接）；如图所示：
（3）AC
解析：（1）读数很小，说明电阻阻值较小，将选择开关旋转到“×1”挡位置，并重新欧姆调零，即将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度线位置，然后将两表笔接触待测电阻两端，测出其阻值后随即断开，测量结束后将选择开关旋转到“OFF”位置。故正确的实验操作步骤AEDC；
（2）要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调，可知滑动变阻器应采用分压接法，由于金属丝的电阻很小，远小于电压表内阻，为了减小误差，电流表应采用外接法，图甲中接法会导致电压表及电流表的示数变化极小（或滑动变阻器的滑片置于最左端时，电源短路，电源有损坏的可能；电流表内接）。
正确的电路图如下
（3）AC.由改装电压表原理可得
可知把它改装成量程为0~3V的电压表，需要串联一个阻值为20Ω的电阻
把它改装成量程为0~10V的电压表，测量示数为5V时，流过灵敏电流表的电流为0.05A，故AC正确；
BD.由改装电流表原理可得
把它改装成量程为0~0.5A的电流表，需要并联一个阻值为1Ω的电阻
把它改成量程为0~3A的电流表，测量示数为1.5A时，流过灵敏电流表的电流为0.05A，故BD错误。
故选AC。
8．答案：（1）2.2
（2）；分压
（3）
（4）
解析：（1）欧姆表的读数为
（2）与待测电阻相比，两个滑动变阻器的阻值太小，如果采用限流接法，电表指针的偏转角太小，实验误差太大，所以必须采用分压接法。为了方便调节电路，实验中滑动变阻器应选用；
（3）待测电阻的最大电流为
两个电流表的量程太大，都不能采用，选用电压表测量待测电阻的电流，电压表测量待测电阻的电压。因为电压表的内阻已知，所以采用电压表内接法。电路如图所示
（4）根据欧姆定律得
解得
9．答案：（1）C；D
（2）如图所示
（3）大于
解析：（1）直流电源电动势为，故电压表应选D，根据可得电流约为，故电流表应选C。
（2）由于滑线变阻器的阻值远小于待测电阻，限流接法不能满足控制电压的作用，应采用分压接法；由可知待测电阻阻值很大，采用电流表内接测量误差小。
（3）对于大电阻的测量选电流表内接，由于电流表的分压作用，测量值大于真实值。

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