教科版 (2019)必修 第三册4 实验:测量金属的电阻率课堂检测

绝密★启用前

2.4实验：测量金属的电阻率同步练习教科版（         2019）高中物理必修第三册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 金属丝电阻约为  电流表电阻约，电压表电阻约。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用下面哪个图

A.  B.
C.  D.

2. 在“试触法”测电阻时分别用如图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值，图乙两表的示数分别为、；图甲两表的示数分别为、，则待测电阻的真实值

A. 略小于 B. 略小于 C. 略大于 D. 略大于

3. 如图所示，在伏安法测电阻的实验中，待测电阻的阻值约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。为了减小误差，关于测量电路选择及相应误差分析正确的是

A. 开关接在点，测量值大于其真实值
B. 开关接在点，测量值小于其真实值
C. 开关接在点，测量值大于其真实值
D. 开关接在点，测量值小于其真实值

4. 金属丝电阻约为电流表电阻约，电压表电阻约。要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，实验电路应选用下面哪个图

A.  B.  C.  D.

5. 关于伏安法测电阻，下列说法正确的是

A. 在测电阻时，图甲的接法，
B. 在测电阻时，图乙的接法，
C. 图乙中测电阻时的误差由电压表的分流引起的
D. 在测量较小电阻时，用图甲的接法，测量的系统误差较小

6. 如图所示为测量未知电阻的部分电路，当开关合在点时，电压表示数为，电流示数为；当开关合在点时，电压表示数为，电流表示数为，则：      

A. 开关接在点时的测量值偏小 B. 开关接在点时的测量值偏大
C. 电流表示数相对变化显著 D. 电压表示数相对变化显著

7. 如图所示是用电压表和电流表测电阻的一种连接方法，为待测电阻。如果电压表的读数是，电流表的读数是，电压表的电阻是，那么，的精确值就是   
    

A.  B.  C.  D.

8. 为了描绘标有“”的小灯泡伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化．所给器材如下。为了准确描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验电路图应选择如图中的

电流表，内阻约  电压表，内阻约

滑动变阻器电源  电键一个，导线若干

A.  B.
C.  D.

9. 螺旋测微器测测金属丝直径，两个读数都正确的是

A.    B.   
C.    D.   

10. 如图所示，螺旋测微器图、游标卡尺图的读数，下列选项正确的是

A. ， B. ，
C. ， D. ，

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 多选用电流表内阻约和电压表内阻为测量电阻的阻值．某次按照如图所示电路的测量情况：电流表的示数是，电压表的示数是则

A. 电阻的值为
B. 电阻的值略大于
C. 电阻的值略小于
D. 如果采用电流表外接法测量，结果更加精确

12. 有一合金制成的圆柱体．为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度，螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示．流经圆柱体的电流为，圆柱体两端的电压为，圆柱体的直径和长度分别用、表示，则

A.     圆柱体的直径为 B.      圆柱体的直径为
C.      圆柱体的长度为 D.     该合金的电阻率为

13. 在图中，，两图分别为测灯泡电阻的电路图，下述说法正确的是
     

A. 图的接法叫电流表外接法，图的接法叫电流表的内接法
B. 中，中
C. 中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使，故此法测较小电阻好
D. 中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使，故此法测较大电阻好
 

14. 用如图所示的电路测量待测电阻的阻值时，下列关于电表产生误差的说法中正确的是

A. 电压表的内阻越小，测量越精确
B. 电流表的内阻越小，测量越精确
C. 电压表的读数大于两端的真实电压，的测量值大于真实值
D. 由于电压表的分流作用，使的测量值小于真实值
 

15. 如图所示的是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通和时，观察电压表和电流表示数的变化，那么

A. 若电压表示数有显著变化，测量的值时，应接
B. 若电流表示数有显著变化，测量的值时，应接
C. 若应接，电阻的测量值小于真实值
D. 若应接，电阻的测量值大于真实值

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 在“测定金属丝电阻率”的实验中需要测出其长度、直径和电阻。某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：
    用游标为分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度_____；
    
    用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径___；
    
    若用图丙测金属丝的电阻，则测量结果将比真实值_____；填“偏大”或“偏小”
     

用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_____。

17. 某同学用如图所示的实验电路，成功地测量了灵敏电流计的内阻。实验步骤如下：

按图中的实验电路图进行实物连接，开始实验前，应将滑动变阻器的滑片置于图中的________端选填“”或“”

闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器滑片的位置，使电压表的指针偏转超过量程的三分之一，灵敏电流计满偏。

闭合开关，反复调节电阻箱接入电路的阻值和滑动变阻器的滑片位置，使电压表的示数不变，灵敏电流计的指针偏转到量程的三分之二。读取此时电阻箱的阻值为。

灵敏电流计的满偏电流理想电压表的量程为，则定值电阻的阻值可能为________

A.

灵敏电流计的内阻________用题中的已知量字母表示

该实验测得灵敏电流计的阻值________选填“大于”“小于”或“等于”真实值只考虑系统误差。

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

18.  实验中把测量值与真实值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，某同学用如图所示电路测量未知电阻阻值时，测得电压表示数，电流表示数若电压表内阻，电流表内阻，求本次测量中因电表内阻造成的相对误差．结果保留两位有效数字
    
    
    
    
    
    
     
19. 为了测量一电压表的内阻，某同学设计了如图所示的电路。其中是标准电压表，和分别是滑动变阻器和电阻箱，和分别是单刀双掷开关和单刀开关，是电源。
    
    用笔画线代替导线，根据如图所示的实验原理图将如图所示的实物图连接完整。
    实验步骤如下：
    将拨向接点，接通，调节______，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时______的读数；
    然后将拨向接点，保持不变，调节______，使______，记下此时的读数；
    多次重复上述过程，计算读数的______，即为待测电压表内阻的测量值。
    实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能的原因，请写出其中一种可能的原因：______。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】

【分析】
要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，可判断滑动变阻器的接法，确定电流表的内外接法，从而选择电路图。
知道滑动变阻器的分压接法和限流接法，电流表的内接法和外接法。
【解答】
由于要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，故滑动变阻器采用限流接法，由于金属丝电阻与电流表更接近，所以电流表应采用外接法，故ABC错误，D正确。
故选D。  

2.【答案】
 

【解析】解：电压表变化为，而电流变化为；电流表示数变化大，则说明电压表的分流效果较大；故应采用电流表内接法；
采用乙电路：电压表示数含电流表的分压，故电压比真实值大。
则测量值即真实值略小于；故B正确，ACD错误；
明确两种电路的接法；根据两电表的变化规律可明确实验中的误差分析；从而选择正确的接法得出误差最小的结果．
本题考查伏安法测电阻的原理，要注意明确电表不是理想电表，故应注意它们内阻对实验结果的影响；同时能选择正确接法．
 

3.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了电流表接法的选择，考查了实验误差分析；根据待测电阻阻值与电表内阻及电压表内阻的关系确定电流表的接法，然后根据实验电路图要与欧姆定律分析实验误差。
【解答】
由于待测电阻满足，所以电流表应用内接法；
根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为：，即测量值大于真实值。
故选C。  

4.【答案】
 

【解析】

【试题解析】

【分析】
要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，可判断滑动变阻器的接法，确定电流表的内外接法，从而选择电路图。
知道滑动变阻器的分压接法和限流接法，电流表的内接法和外接法。
【解答】
由于要求在流过金属丝的电流相同情况下，电源消耗功率最小，并能较准确地测出电阻丝的阻值，故滑动变阻器采用限流接法，由于金属丝电阻与电流表更接近，所以电流表应采用外接法，故ABC错误，D正确。
故选D。

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查电流的内接法和电流表的外接法，分析与，与之间的关系，结合欧姆定律，从而判断出与之间的关系。在学习时，加强结论本身的推导，有助于掌握相关知识点。
【解答】
图甲：此时电流表内接，电压表测量的是与电流表的电压之和，所以此时。因为电流表与并联，此时。因为，，所以。图甲中实验误差是由于电流表分压导致的，因为串联电路电压之比等于电阻之比，所以定值电阻越大，电流表分压越小，测量的系统误差越小。故AD错。
图乙：此时电流表外接，电流表测量的是流经的电流与流经电压表的电流之和，所以此时。因为电压表直接与电阻并联，此时。因为，，所以。图乙中实验误差是由电压表分流导致的，因为并联电路电流之比等于电阻的反比，所以定值电阻越小，电压表分流越少，测量的系统误差越小，故D错误，C正确。
故选C。  

6.【答案】
 

【解析】

【分析】

由电路图知：接时，电压表测两端的电压，电流表测电路电流；接时，电压表测与电流表的串联电压，即间的总电压；电流表测电路电流。

本题考查试触法选择电流表内接还是外接，哪个电表的示数变化显著，则说明另一表的内阻带来的影响较大，所以让变化显著的表来测量真实值。

【解答】

A、开关接在处时，由于电流表内阻的影响，使电压表测量值偏大，根据欧姆定律可知，开关接在点时测量值偏大，故A错误；
B、开关接在点时，由于电压表的分流使电流表示数偏大，由欧姆定律可知，开关接在点时测量值偏小，故B错误；
、当开关合在点时，电压表示数为，真实值，当开关合在点时，电压表示数为，电压表示数变化了；当开关合在点时，电流表示数为，真实值，当开关合在点时，电流示数为，则电流表示数变化了，故电流表示数变化比较显著，为了减小误差应该让电流表测真实值，即电流表内接，则接在点时测量值更准确，故C正确，D错误；
故选C。

7.【答案】
 

【解析】

【分析】
伏安法测电阻，电流表若采用外接法，测量的实际是电压内阻与待测电阻的并联阻值，由此可以求出待测电阻的真实阻值。
根据串并联电路知识正确分析电流表内外接法误差来源以及测量值和真实值之间的关系。
【解答】
根据电路串并联知识可知，电流表外接时测量的为电压内阻与待测电阻的并联阻值，因此有：，带入数据解得：，故D正确，ABC错误。
故选D。  

8.【答案】
 

【解析】解：灯泡电压要求从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，灯泡正常工作时的电阻，
则有：，，故，故应采用电流表外接法，故应选择电路，故A正确，BCD错误．
故选：．
解决本题的关键掌握器材选择的原则，以及知道滑动变阻器分压式接法和限流式接法的区别，电流表内外接的区别．
 

9.【答案】
 

【解析】

【分析】
螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。
对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量。
【解答】
解：图中螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为；
图中螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为，故C正确，ABD错误。
故选C。  

10.【答案】
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读；螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。

对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量。
【解答】
、螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数；
、游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：；
故选D。

11.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查了伏安法测电阻，知道测量电路内外接时误差的来源及分析。
明确电路结构，根据欧姆定律和串并联电路规律求出实际电阻，从而分析误差情况。
【解答】

根据欧姆定律可得：，即电阻的值略小于，故C正确，AB错误；

D. 因可知采用电流表内接的方法测量比较精确，但此题电压表内阻已知，如果采用电流表外接法测量，可以消除系统误差，结果更加精确，故D正确；

故选：。

12.【答案】
 

【解析】

【分析】
游标卡尺主尺示数与游标尺示数之和是游标卡尺读数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数。游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读。游标卡尺读数时注意游标尺精度。
根据欧姆定律和电阻定律列式求解。
本题考查电阻率测量的实验。该实验要求掌握读取游标卡尺和螺旋测微器读数方法；弄懂实验原理，利用电阻定律和欧姆定律求解电阻率。
【解答】
由甲图知，螺旋测微器固定尺示数为，可动尺读数为，则圆柱体的直径为两数之和，即，故A正确，B错误；
C.由图乙知，主尺示数为，游标尺精度为，示数为，则圆柱体的长度为两数之和，即，故C正确；
D.根据电阻定律有：，根据欧姆定律：，故，又，所以该合金的电阻率为，故D错误。
故选AC。  

13.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查电流表的内外接法。两种接法都有误差：图为电流表外接法，误差来源于电流表的示数不只是通过灯泡电阻的电流，还包括了电压表的电流；图是电流表内接法，误差来源于电压表的示数不只是灯泡电阻的电压，还包括了电流表的分压；要根据测量值的计算式去分析偏大还是偏小。
待测电阻远大于电流表内阻时，电流表的分压小，可忽略不计，用电流表内接法．测量值偏大；
待测电阻远小于电压表内阻时，电压表的分流小，可忽略不计，用电流表外接法，测量值偏小。
【解析】
A.图的接法叫电流表外接法，图的接法叫电流表的内接法，故A正确；
B.图中，电压表测量值准确，又由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，根据欧姆定律，电阻测量值偏小，即；图中，电流表测量值准确，又由于电流表的分压作用，电压表测量值偏大，根据欧姆定律，电阻测量值偏大，即；故B错误；
C.图中，误差来源于电压表的分流作用，为了减小误差，应使，故此法测较小电阻好，故C正确；
D.图中，误差来源于电流表的分压作用，为了减小误差，应使，故此法测较大电阻好，故D正确。
故选ACD。  

14.【答案】
 

【解析】

【分析】
电压表测量的是与其并联电路的电压值，电流表测量的是与之串联电路的电流值，据此分析问题同。
考查电流表，电压表的测量原理，明确电压表所测为与其并联部分电压，电流表为其串联电路的电流。
【解答】
所测量的电压为电流表内阻和的阻值两端的电压之和，因此电阻的测量值等于真实值和电流表内阻之和，因此其测量结果与电压表的内阻大小无关系，而电流表内阻越小，电阻的测量值越接近真实值，测量越精确，故A错误，B正确；
 电压表的测量值为电流表内阻和的阻值两端的电压之和，因此电压表的读数大于两端的真实电压，根据欧姆定律可知，的测量值大于真实值，则C正确
 由于电流表为分压作用，使的测量值大于真实值。则D错误
故选BC。  

15.【答案】
 

【解析】略
 

16.【答案】    均可    偏小      ；  
 

【解析】

【分析】
螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读。游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读。
根据内接的特点，结合欧姆定律以及串并联电路的特点，即可分析出测量值与真实值之间的关系；
先算出电表的分度值，若测量的最小分度为““时要估读到下一位，若测量的最小分度为““或““时读到本位即可。
解决本题的关键掌握螺旋测微器、游标卡尺和电表的读数方法，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。读电表读数时要注意计算电表的分度值，然后再确定是否估读，若测量的最小分度为““时要估读到下一位，若测量的最小分度为““或““时读到本位即可。内外接选择的方法：大电阻选内接测量结果偏大，小电阻选外界测量结果偏小，口诀：“大内大，小外小。”

【解答】

由图甲所示可知，游标卡尺主尺示数为，游标尺示数为，游标卡尺示数为

由图乙螺旋测微器可知，其示数为，由于误差均可

图丙为电流表外接，由于电压表的分流作用，使得流过电阻的电流小于电流表的示数，则测量结果将比真实值偏小

电压表的最小分度为，由图可知，电压表读数为

电流表的最小分度为，由图可知，电流表读数为

17.【答案】     
 

【解析】

【分析】
对于实验题，要弄清楚实验目的、实验原理等问题，一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展，延伸，所以一定要熟练掌握教材中的重要实验。对于实验仪器的选取一般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则。
【解答】
为保证电路中各元器件的安全，闭合开关之前，滑动变阻器的阻值要调到最大，因此滑片滑到端；
和灵敏电流计串联，则总电流相等，由欧姆定律估算的阻值，电压表示数取则有，因此选择、项
因为干路电流没有变化，则有，解得
本题中因接入了定值电阻和电压表考虑到量程问题，没有直接接入电流表，可以控制干路电流不变，开关闭合前后，总等于满偏电流因此不存在系统误差，则测量值等于真实值．
故答案为：       

18.【答案】解：

由于测量电路为内接法，是和的串联总阻值，即 

所以

由 得
。

【解析】本题考查相对误差的计算。内接法测电阻由于电流表的分压造成电阻测量值偏大，外接法测电阻则由于电压表的分流，导致电阻测量值偏小，用内接法还是用外接法，要看相对误差，相对误差小的是最合适的。
如图所示电路测量未知电阻阻值时，忽略电流表的影响时，电压表读出的是电阻的电压，故；
考虑电流表的影响，电压表读出的是电阻和电流表的总电压， 故，
代入数值求解出电阻的测量值与真实值，再根据题中的相对误差公式求解。
 

19.【答案】  电压表  电阻箱的阻值  标准电压表的示数仍为  平均值  由于电阻箱的阻值不具有连续性，可能导致电阻箱的阻值与待测电压表之间存在着一定的误差；
或者：另外电流通过电阻发热，导致电阻阻值发生变化；
或者：电源连续使用较长时间，导致电动势降低内阻增大等都有可能造成误差
 

【解析】解：根据电路图连接的实物图如图所示；

将拨向接点，接通，调节，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时电压表的读数；
然后将拨向接点，保持不变，调节电阻箱的阻值，使标准电压表的示数仍为，记下此时的读数；
多次重复上述过程，计算读数的平均值，即为待测电压表内阻的测量值。
实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能有：由于电阻箱的阻值不具有连续性，可能导致电阻箱的阻值与待测电压表之间存在着一定的误差；另外电流通过电阻发热，导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，导致电动势降低内阻增大等都有可能造成误差。
故答案为：实物图连接见解析；
；电压表；电阻箱的阻值；标准电压表的示数仍为；平均值。
由于电阻箱的阻值不具有连续性，可能导致电阻箱的阻值与待测电压表之间存在着一定的误差；
另外电流通过电阻发热，导致电阻阻值发生变化；
电源连续使用较长时间，导致电动势降低内阻增大等都有可能造成误差。任意一条即可
根据电路图连接的实物图即可；
根据实验的原理进行分析即可；
分析该实验可能产生误差的原因，例如由于电阻箱的阻值不具有连续性，可能导致电阻箱的阻值与待测电压表之间存在着一定的误差等进行分析。
本题考查了一种新的实验方法测量电表的内阻，即等效替代法，要能够根据实验原理图知道实验的原理和步骤。