2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練24 實(shí)驗(yàn):測(cè)定金屬的電阻率 描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)(含解析).doc
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實(shí)驗(yàn):測(cè)定金屬的電阻率 描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn) 小題狂練 小題是基礎(chǔ) 練小題 提分快 1.[2019廣東省汕頭市潮南實(shí)驗(yàn)學(xué)校摸底]測(cè)定一卷阻值約為30 Ω的金屬漆包線(xiàn)的長(zhǎng)度,實(shí)驗(yàn)室提供下列器材: A.電流表A:量程0.6 A,內(nèi)阻RA約為20 Ω B.電壓表V:量程15 V,內(nèi)阻RV約為4 kΩ C.學(xué)生電源E:可提供20 V直流電壓 D.滑動(dòng)變阻器R1:阻值范圍0~10 Ω E.滑動(dòng)變阻器R2:阻值范圍0~500 Ω F.電鍵S及導(dǎo)線(xiàn)若干 (1)為了較準(zhǔn)確地測(cè)量該漆包線(xiàn)的電阻,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(選填“R1”或“R2”),并將圖1方框中的電路圖補(bǔ)畫(huà)完整. (2)根據(jù)正確的電路圖進(jìn)行測(cè)量,某次實(shí)驗(yàn)中電壓表與電流表的示數(shù)如圖2和圖3所示,則電壓表的讀數(shù)U為_(kāi)_______V,電流表的讀數(shù)I為_(kāi)_______A. (3)已知這種漆包線(xiàn)金屬絲的直徑為d,材料的電阻率為ρ,則這一卷漆包線(xiàn)的長(zhǎng)度L=________(用U、I、d、ρ表示). 答案:(1)R1 電路圖見(jiàn)解析 (2)13.5 0.46 (3) 解析: (1)題目中給出的電源電壓為20 V,而給出的電壓表量程為15 V,為了便于控制,采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,故滑動(dòng)變阻器選最大阻值較小的D;由于電流表的內(nèi)阻與漆包線(xiàn)的阻值相差不多,測(cè)量電路應(yīng)用電流表外接法,電路圖如圖所示;(2)電壓表量程為15 V,故最小分度為0.5 V,讀數(shù)為13.5 V,電流表量程為0.6 A,最小分度為0.02 A,則讀數(shù)為0.46 A;(3)由電阻公式可知:RL==ρ=ρ,得漆包線(xiàn)的長(zhǎng)度L=. 2.[2019河北省名校聯(lián)盟一測(cè)]冬春季節(jié)降水量少,廣東沿海附近江河水位降低,漲潮時(shí)海水倒灌,出現(xiàn)所謂的“咸湖”現(xiàn)象,因此沿海地區(qū)城市自來(lái)水的離子濃度增高,水質(zhì)受到影響,為了研究“咸湖”出現(xiàn)的規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)檢測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn),他在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極,如圖1所示,兩電極相距L=0.314 m,其間充滿(mǎn)待測(cè)的河水,安裝前他用如圖2所示的游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖3所示,他還選用了以下儀器:量程15 V、內(nèi)阻約300 kΩ的電壓表;量程300 μA、內(nèi)阻約50 Ω的電流表;最大阻值為1 kΩ的滑動(dòng)變阻器;電動(dòng)勢(shì)E=12 V、內(nèi)阻r=6 Ω的電池,開(kāi)關(guān)一只以及導(dǎo)線(xiàn)若干.圖4坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為(0,0)的點(diǎn)在內(nèi)的8個(gè)點(diǎn)表示他測(cè)得的8組電流I、電壓U的值,根據(jù)以上材料完成以下問(wèn)題. (1)測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑時(shí),應(yīng)將圖2中游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分中的________與玻璃管內(nèi)壁接觸(填代號(hào)). (2)玻璃管的內(nèi)徑d=________mm. (3)圖5中的實(shí)物儀器有一部分已連線(xiàn),將其他部分連接成能測(cè)出圖4數(shù)據(jù)的實(shí)物連接圖. (4)河水的電阻率ρ=________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 答案:(1)A (2)5.50 (3)見(jiàn)解析 (4)7.6 Ωm 解析:(1)根據(jù)游標(biāo)卡尺的使用方法可知,測(cè)量玻璃管內(nèi)徑時(shí),應(yīng)用題圖2游標(biāo)卡尺的A部分與玻璃管的內(nèi)徑接觸.(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為d=5 mm+100.05 mm=5.50 mm.(3)在測(cè)量水柱的電阻時(shí),滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法,由題給數(shù)據(jù)知水柱的電阻遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻,所以電流表應(yīng)用內(nèi)接法,實(shí)物連線(xiàn)圖如圖1所示.(4)在坐標(biāo)圖中畫(huà)出U—I圖線(xiàn)如圖2所示,由U—I圖象可求出水柱電阻R== Ω=1105 Ω,再根據(jù)S=及R=ρ,可解得ρ== Ωm=7.6 Ωm. 3.[2019江蘇省蘇州調(diào)研]某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中: (1)小組同學(xué)正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖甲、乙、丙所示,則它們的讀數(shù)依次是________mm、________A、______ V. (2)已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0~10 Ω,電流表內(nèi)阻約幾歐,電壓表內(nèi)阻約幾十千歐,電源為干電池組(不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下使用),電源電動(dòng)勢(shì)E=4.5 V,內(nèi)阻較小,則A、B兩電路圖中,________(選填字母符號(hào))電路為本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采用的電路,但用此電路測(cè)量的金屬絲電阻會(huì)偏________(選填“大”或“小”). (3)若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA=2.0 Ω,那么能準(zhǔn)確測(cè)量出金屬絲電阻Rx的電路應(yīng)是兩電路圖中的________(選填字母代號(hào)),使用該電路實(shí)驗(yàn)時(shí),電流表示數(shù)為I、電壓表示數(shù)為U,則金屬絲電阻Rx=________(用題中字母代號(hào)表示). 答案:(1)0.999(0.998~1.000) 0.42 2.27(2.25~2.29) (2)A 小 (3)B -RA 解析:(1)螺旋測(cè)微器固定部分為0.5 mm,可動(dòng)部分可估讀為49.90.01 mm,故讀數(shù)為:0.5 mm+49.90.01 mm=0.999 mm;電流表量程為0.6 A,則最小刻度為0.02 A,故讀數(shù)為0.42 A;電壓表量程為3 V,最小刻度為0.1 V,故讀數(shù)為2.27 V.(2)因電源不能在大功率下長(zhǎng)時(shí)間使用,則本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用限流接法;同時(shí)電壓表內(nèi)阻較大,由以上讀數(shù)可知,待測(cè)電阻的阻值約為5 Ω,故采用電流表外接法誤差較小;在實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)準(zhǔn)確,但電流測(cè)量的是干路電流,故電流表示數(shù)偏大,則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小.所以選A電路,此電路測(cè)量的金屬絲電阻會(huì)偏?。?3)因已知電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值,則可以利用電流表內(nèi)接法準(zhǔn)確求出待測(cè)電阻,故應(yīng)選B電路;待測(cè)電阻及電流表的總電阻R總=,則待測(cè)電阻Rx=R總-RA=-RA. 4.[2019四川省龍泉一中模擬]要測(cè)量某種合金絲的電阻率. (1)若合金絲長(zhǎng)度為L(zhǎng),直徑為D,阻值為R,則其電阻率ρ=________.用螺旋測(cè)微器測(cè)合金絲的直徑如圖甲所示,讀數(shù)為_(kāi)_______mm. (2)圖乙是測(cè)量合金絲阻值的原理圖,S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān).根據(jù)原理圖在圖丙中將實(shí)物圖補(bǔ)充完整. (3)閉合S1,當(dāng)S2處于位置a時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1=1.35 V,I1=0.30 A;當(dāng)S2處于位置b時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2=0.92 V,I2=0.32 A.根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)判斷,當(dāng)S2處于位置__________(選填“a”或“b”)時(shí),測(cè)量相對(duì)準(zhǔn)確,測(cè)量值Rx=__________Ω(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字). 答案:(1) 0.650 (2)實(shí)物圖見(jiàn)解析 (3)b 2.9 解析:(1)合金絲電阻:R=ρ=ρ,則電阻率:ρ=;由題圖甲可知,其讀數(shù)為:0.5 mm+15.00.01 mm=0.650 mm;(2)實(shí)物圖如圖所示;(3)根據(jù)||==0.32,而==0.07,可知,電壓表變化較大,電流表內(nèi)阻影響較大,因此電流表必須外接,即S2處于位置b,根據(jù)歐姆定律,則有:Rx= Ω=2.9 Ω. 5.[2019山西省忻州一中模擬]要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“3V 1.5 W”的小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),備有下列器材: A.電壓表(量程3 V,內(nèi)阻約6 kΩ); B.電壓表(量程15 V,內(nèi)阻約30 kΩ); C.電流表(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.5 Ω); D.電流表(量程3 A,內(nèi)阻約0.1 Ω); E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~5 Ω); F.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~100 Ω); G.直流電源(3 V,內(nèi)阻不計(jì)); H.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干. (1)要求多次測(cè)量并使電壓表讀數(shù)從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào),上述器材中電壓表應(yīng)選用____________;電流表應(yīng)選用__________;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用____________.(以上均填寫(xiě)器材前字母) (2)請(qǐng)將圖甲中的實(shí)物電路圖用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)補(bǔ)充完整. (3)圖乙為某同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)電路所測(cè)的幾組數(shù)據(jù)畫(huà)出的U—I圖象,圖象是一條曲線(xiàn)而不是直線(xiàn)的原因是______________________;從圖象中可求得小燈泡電壓為1.8 V時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為_(kāi)_______ W. 答案:(1)A C E (2)實(shí)物圖連接見(jiàn)解析 (3)小燈泡的電阻會(huì)隨溫度的升高而增大 0.72 解析:(1)燈泡額定電壓為3 V,故電壓表應(yīng)選擇3 V量程的A;由P=可知,I== A=0.5 A,故電流表應(yīng)選擇C;本實(shí)驗(yàn)要求電流從零開(kāi)始調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的E.(2)本實(shí)驗(yàn)采用滑動(dòng)變阻器分壓接法,同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小,故應(yīng)選用電流表外接法;如圖所示.(3)燈泡電阻隨溫度的升高而增大,因此圖象為曲線(xiàn);當(dāng)電壓為1.8 V時(shí),電流為0.4 A,則功率P=UI=1.80.4 W=0.72 W. 6.[2019河北省承德二中模擬]某同學(xué)描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),實(shí)驗(yàn)器材有: 電壓表:量程為3 V,內(nèi)阻為3 kΩ 電流表:量程為0.6 A,內(nèi)阻約為2 Ω 定值電阻R0:阻值為1 kΩ 小燈泡L:額定電壓為3.8 V 滑動(dòng)變阻器R:阻值范圍為0~10 Ω 電池E:電動(dòng)勢(shì)為6 V 開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線(xiàn)若干. 該同學(xué)按如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)正確實(shí)驗(yàn)操作和讀數(shù),得到了幾組電壓表的示數(shù)和電流表的示數(shù),部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表: 電流(A) 0.085 0.155 0.212 0.235 0.278 0.315 電壓(V) 0.17 0.60 1.20 1.50 2.10 2.70 (1)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.20 V時(shí),小燈泡兩端的電壓為_(kāi)_______V.(保留三位有效數(shù)字) (2)在圖乙中畫(huà)出小燈泡的伏安特性曲線(xiàn). (3)若把這個(gè)小燈泡與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為10 Ω的干電池連接成閉合電路,此時(shí)小燈泡的電阻為_(kāi)_______Ω,實(shí)際功率為_(kāi)_______W.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 答案:(1)1.60 (2)見(jiàn)解析 (3)6.6 0.21 解析:(1)由題圖甲可知,電壓表與定值電阻串聯(lián)后并聯(lián)接在燈泡兩端,則燈泡的實(shí)際電壓為電壓表兩端電壓與定值電阻兩端電壓之和,則可知U1=(RV+R0)=(3+1) V=1.60 V;(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的I—U圖象,如圖所示;(3)若把這個(gè)小燈泡與電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為10 Ω的干電池連接成閉合電路,電池的路端電壓與燈泡兩端的電壓相等,作出電源的伏安特性曲線(xiàn),則兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)表示燈泡的工作點(diǎn),由圖可知,燈泡的電壓為1.18 V,電流為0.18 A;由歐姆定律可知,燈泡內(nèi)阻RL== Ω=6.6 Ω,燈泡的功率P=UI=1.180.18 W=0.21 W. 課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分 1.[2018全國(guó)卷Ⅲ]一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0 Ω);可視為理想電壓表;S1為單刀開(kāi)關(guān),S2為單刀雙擲開(kāi)關(guān);E為電源;R為滑動(dòng)變阻器.采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn): (1)按照實(shí)驗(yàn)原理線(xiàn)路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線(xiàn); (2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)?shù)奈恢茫]合S1; (3)將開(kāi)關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U2. (4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=________(用R0、U1、U2表示). (5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù): 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次測(cè)量所得的平均值,求得Rx=____ Ω.(保留1位小數(shù)) 答案:(1)實(shí)物連線(xiàn)如圖 (4)R0 (6)48.2 解析:(1)根據(jù)原理圖,沿電流的流向依次連接. ①先將E、R、S1連接起來(lái),組成閉合回路. ②將R0、Rx與R連接起來(lái). ③將、S2與Rx連接起來(lái). (4)由于為理想電壓表,故S2接1、或接2時(shí)流過(guò)R0、Rx的電流相等. 根據(jù)部分電路歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)得 = 解得Rx=R0 (6)將各次的代入Rx=R0得 Rx1=48.8 Ω Rx2=48.6 Ω Rx3=47.8 Ω Rx4=48.0 Ω Rx5=47.8 Ω 然后求平均值,即Rx==48.2 Ω. 2.[2018全國(guó)卷Ⅰ]某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖(a)所示的電路探究在25 ℃~80 ℃范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性.所用器材有:置于溫控室(圖中虛線(xiàn)區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標(biāo)稱(chēng)值(25 ℃時(shí)的阻值)為900.0 Ω;電源E(6 V,內(nèi)阻可忽略);電壓表(量程150 mV);定值電阻R0(阻值20.0 Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 000 Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~999.9 Ω);單刀開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2. 實(shí)驗(yàn)時(shí),先按圖(a)連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0 ℃.將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0;保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開(kāi)S1,記下此時(shí)R2的讀數(shù).逐步降低溫控室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0 ℃.實(shí)驗(yàn)得到的R2-t數(shù)據(jù)見(jiàn)下表. t/℃ 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 R2/Ω 900.0 680.0 500.0 390.0 320.0 270.0 240.0 回答下列問(wèn)題: (1)在閉合S1前,圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到________(填“a”或“b”)端; (2)在圖(b)的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出R2-t曲線(xiàn); (3)由圖(b)可得到RT在25 ℃~80 ℃范圍內(nèi)的溫度特性.當(dāng)t=44.0 ℃時(shí),可得RT=______ Ω; (4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖(c)所示,該讀數(shù)為_(kāi)_______ Ω,則手心溫度為_(kāi)_______ ℃. 答案:(1)b (2)如圖所示 (3)450 (4)620.0 33.0 解析:(1)閉合開(kāi)關(guān)S1前,應(yīng)讓滑片移動(dòng)到b端,使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大. (3)由圖象可知t=44.0 ℃時(shí),電阻的阻值為450 Ω. (4)由圖(c)可得電阻箱阻值為620.0 Ω,由圖象可得溫度約為33.0 ℃. 3.[2019吉林省長(zhǎng)春一測(cè)]為了測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值(約為30 Ω),有以下器材可供選擇: 電流表A1(量程為0~50 mA,內(nèi)阻約為10 Ω); 電流表A2(量程為0~3 A,內(nèi)阻約為0.12 Ω); 電壓表V1(量程為0~3 V,內(nèi)阻很大); 電壓表V2(量程為0~15 V,內(nèi)阻很大); 電源E(電動(dòng)勢(shì)約為3 V,內(nèi)阻約為0.2 Ω); 定值電阻R(20 Ω,允許最大電流為1.0 A); 滑動(dòng)變阻器R1(0~10 Ω,允許最大電流為2.0 A); 滑動(dòng)變阻器R2(0~1 kΩ,允許最大電流為0.5 A); 單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線(xiàn)若干. 根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)電路,要求測(cè)量范圍盡可能大、測(cè)量精確度高. (1)電流表應(yīng)選____________,電壓表應(yīng)選____________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________(填寫(xiě)器材符號(hào)). (2)請(qǐng)?jiān)谔摼€(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路圖(并在電路圖中標(biāo)出所用元件的對(duì)應(yīng)符號(hào)). (3)若電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,則待測(cè)電阻Rx的表達(dá)式為Rx=____________. 答案:(1)A1 V1 R1 (2)如圖所示 (3)-R(-20 Ω也對(duì)) 解析:(1)因電源電壓約為3 V,故電壓表量程應(yīng)選擇0~3 V,即選電壓表V1;因待測(cè)電阻約為30 Ω,則電路中的最大電流約為100 mA,0~3 A的電流表量程太大,應(yīng)選用量程為0~50 mA的電流表,故選電流表A1;根據(jù)題意可知,電路應(yīng)采用分壓式接法,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的R1.(2)為了使測(cè)量范圍盡可能大,同時(shí)為了提高實(shí)驗(yàn)的精確度,根據(jù)電壓表和電流表量程、待測(cè)電阻阻值分析可知,需將定值電阻接入電路與待測(cè)電阻串聯(lián);電壓表的內(nèi)阻很大,分流較小,故采用電流表外接法.(3)由歐姆定律可知R+Rx=,可得Rx=-R. 4.[2019江蘇省南京調(diào)研] 圖甲是用來(lái)測(cè)量某電阻絲(阻值約二十歐姆)材料的電阻率的電路圖.實(shí)驗(yàn)中把電阻絲拉直后固定在接線(xiàn)柱a和b上,移動(dòng)滑片改變接觸點(diǎn)P的位置,可改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度.實(shí)驗(yàn)可供選擇的器材還有: 器材編號(hào) 器材名稱(chēng) 規(guī)格與參數(shù) A 電源E 電動(dòng)勢(shì)3.0 V,內(nèi)阻未知 B 電流表A1 量程0~ 100 mA,內(nèi)阻約為5 Ω C 電流表A2 量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω D 電阻箱R 0~999.9 Ω E 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn) 若干 實(shí)驗(yàn)操作如下: a.用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑d; b.將選用的實(shí)驗(yàn)器材,按照?qǐng)D甲連接實(shí)驗(yàn)電路; c.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大; d.接觸點(diǎn)P在電阻絲上某位置時(shí),閉合開(kāi)關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表滿(mǎn)偏,然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān),記錄電阻箱的阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度l; e.改變接觸點(diǎn)P的位置,閉合開(kāi)關(guān),調(diào)整電阻箱的阻值,使電流表再次滿(mǎn)偏;重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度l; f.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān),整理好器材,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析. (1)某次測(cè)量電阻絲直徑d時(shí),螺旋測(cè)微器示數(shù)如圖乙所示,d=________ mm; (2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇________(選填供選器材前的編號(hào)); (3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度l的數(shù)據(jù),繪出了如圖丙所示的R—l關(guān)系圖線(xiàn),圖線(xiàn)在R軸的截距為R0,在l軸的截距為l0,那么電阻絲的電阻率表達(dá)式ρ=________(用R0、l0、d表示); (4)本實(shí)驗(yàn)中,電流表的內(nèi)阻對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果______(選填“有”或“無(wú)”)影響,這是因?yàn)開(kāi)________________. 答案:(1)0.730(0.728~0.732均可) (2)B (3) (4)無(wú) 見(jiàn)解析 解析:(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為:d=0.5 mm+23.00.01 mm=0.730 mm;(2)電阻絲的電阻在二十歐姆左右,電源電動(dòng)勢(shì)為3 V,則電路中的電流約0.15 A,所以電流表應(yīng)選B;(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律:E=Ig(R+Rl+r+RA1),又Rl=ρ,聯(lián)立解得:R=-r--RA1,由題圖丙可知:==,解得:ρ=;(4)由(3)可知電流表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量電阻絲的電阻率無(wú)影響. 5.[2019山西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考]太陽(yáng)能電池板在有光照時(shí),可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,在沒(méi)有光照時(shí),可以視為一個(gè)電學(xué)器件.某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)方法,探究一個(gè)太陽(yáng)能電池板在沒(méi)有光照時(shí)(沒(méi)有儲(chǔ)存電能)的I—U特性.所用的器材包括:太陽(yáng)能電池板,電源E,電流表A,電壓表V,滑動(dòng)變阻器R,開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線(xiàn)若干. (1)為了達(dá)到上述目的,實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)選用圖甲中的______(選填“a”或“b”). (2)該實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),描點(diǎn)繪出了如圖乙所示的I—U圖象.由圖乙可知,當(dāng)電壓小于2.00 V時(shí),太陽(yáng)能電池板的電阻__________(選填“很大”或“很小”);當(dāng)電壓為2.80 V時(shí),太陽(yáng)能電池板的電阻為_(kāi)_________Ω. (3)當(dāng)有光照射時(shí),太陽(yáng)能電池板可視為電源,其路端電壓與總電流的關(guān)系如圖丙所示,分析該曲線(xiàn)可知,該太陽(yáng)能電池板視為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______V;若把它與阻值為1 kΩ的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路,在該光照射情況下,該太陽(yáng)能電池板的效率是________%.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 答案:(1)a (2)很大 1 000 (3)2.80 64.3(64.1~64.5之間均可) 解析:(1)用題圖甲中a電路可以在太陽(yáng)能電池板上得到從零開(kāi)始的電壓,從而得到太陽(yáng)能電池板的伏安特性曲線(xiàn),故應(yīng)選a.(2)由題圖乙可知,當(dāng)電壓小于2.00 V時(shí),通過(guò)太陽(yáng)能電池板的電流為零,故太陽(yáng)能電池板的電阻很大;當(dāng)電壓為2.80 V時(shí),電流為2.80 mA,則太陽(yáng)能電池板的電阻為R′==1 000 Ω.(3)U—I圖線(xiàn)縱軸截距表示電源電動(dòng)勢(shì),太陽(yáng)能電池板視為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為2.80 V;若把它與阻值為1 kΩ的電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路,則畫(huà)出此電阻的U—I圖線(xiàn)與太陽(yáng)能電池板的U—I圖線(xiàn)交于一點(diǎn),讀出U=1.80 V,I=1.80 mA,該太陽(yáng)能電池板的效率是η==100%≈64.3%. 6.[2019河南省豫南九校聯(lián)考]為測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“4V 2.4 W”的小電風(fēng)扇(線(xiàn)圈電阻恒定)的U—I圖線(xiàn),電風(fēng)扇兩端的電壓需要從零逐漸增加到4 V,并便于操作,實(shí)驗(yàn)室備有下列器材: A.電池組(電動(dòng)勢(shì)為4.5 V,內(nèi)阻約為1 Ω) B.電壓表(量程為0~6 V,內(nèi)阻約為4 kΩ) C.電流表A1(量程為0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.2 Ω) D.電流表A2(量程為0~3 A,內(nèi)阻約為0.05 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20 Ω,額定電流1 A) F.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1 750 Ω,額定電流0.3 A) G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干 (1)實(shí)驗(yàn)中所用的電流表應(yīng)選________(選填“C”或“D”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 (選填“E”或“F”). (2)請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將實(shí)物圖(圖甲)連接成符合這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的電路. (3)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.5 V時(shí)電風(fēng)扇才開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),小電風(fēng)扇的U—I圖象如圖乙所示,則電風(fēng)扇的電阻為_(kāi)_______Ω,正常工作時(shí)的機(jī)械功率為_(kāi)_______W. 答案:(1)C E (2)見(jiàn)解析 (3)2.5 1.5 解析:(1)電風(fēng)扇的額定電流I==0.6 A,從讀數(shù)誤差的角度考慮,電流表選擇C,電風(fēng)扇的電阻比較小,則滑動(dòng)變阻器選擇最大阻值較小的E時(shí)誤差較小,調(diào)節(jié)也方便;(2)因?yàn)殡妷骸㈦娏餍鑿牧汩_(kāi)始測(cè)量,則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,電風(fēng)扇的電阻約6.67 Ω,遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,屬于小電阻,電流表采用外接法,實(shí)物圖的連接如圖所示;(3)電壓表示數(shù)小于0.5 V時(shí)電風(fēng)扇沒(méi)轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)歐姆定律得R== Ω=2.5 Ω,正常工作時(shí)電壓為4 V,根據(jù)圖象知電流為0.6 A,則電風(fēng)扇發(fā)熱功率P′=0.362.5 W=0.9 W,則機(jī)械功率P″=(2.4-0.9) W=1.5 W. 7. 有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線(xiàn)樣品,橫截面如圖所示.此金屬材料重1~2 N,長(zhǎng)約為30 cm,電阻約為10 Ω.已知這種金屬的電阻率為ρ,密度為ρ0.因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則,無(wú)法直接測(cè)量,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量中空部分的截面積S0,現(xiàn)有如下器材可選: A.毫米刻度尺 B.螺旋測(cè)微器 C.電流表(0~600 mA,1.0 Ω) D.電流表(0~3 A,0.1 Ω) E.電壓表(0~3 V,6 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器(0~20 Ω,0.5 A) G.滑動(dòng)變阻器(0~10 kΩ,2 A) H.蓄電池(6 V,0.05 Ω) I.開(kāi)關(guān)一個(gè),帶夾子的導(dǎo)線(xiàn)若干 (1)除待測(cè)金屬管線(xiàn)外,還應(yīng)選用的器材有__________________(只填器材前的字母). (2)在方框中畫(huà)出你所設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)電路圖,并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路. (3)實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量的物理量有:__________________;計(jì)算金屬管線(xiàn)內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為S0=________. 答案:(1)ABCEFHI (2)如圖所示 (3)橫截面邊長(zhǎng)a、管線(xiàn)長(zhǎng)度L、管線(xiàn)兩端電壓U、通過(guò)管線(xiàn)的電流I a2- 解析:(1)本實(shí)驗(yàn)需要用伏安法測(cè)量電阻,根據(jù)歐姆定律有R=,同時(shí)要結(jié)合電阻定律公式R=ρ求解截面積,故要用電壓表測(cè)量電壓,用電流表測(cè)量電流,用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度,用螺旋測(cè)微器測(cè)量邊長(zhǎng).當(dāng)然,要組成電路,還需要電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)以及滑動(dòng)變阻器.由于電阻通電電流較大時(shí)升溫明顯,影響電阻率,故要小電流,電流表選擇較小量程.(2)由于要求盡可能測(cè)出多組有關(guān)數(shù)值,故滑動(dòng)變阻器要采用分壓式接法,金屬管線(xiàn)電阻較小,因此電流表采用外接法.(3)根據(jù)歐姆定律有R=,根據(jù)電阻定律公式有R=ρ,由此解得S=.因此要用螺旋測(cè)微器測(cè)橫截面邊長(zhǎng)a,用毫米刻度尺測(cè)金屬管線(xiàn)長(zhǎng)度L,用電壓表測(cè)金屬管線(xiàn)兩端電壓U,用電流表測(cè)通過(guò)金屬管線(xiàn)的電流I,因此金屬管線(xiàn)內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為S0=a2-. 8.小明在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一個(gè)外觀(guān)上像電阻的未知元件D,設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)按要求回答問(wèn)題: (1)小明按圖甲連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)S,將滑動(dòng)變阻器滑片緩慢地從a端移到b端,發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸 增大,后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變,若D為電阻元件,則該過(guò)程中它的電阻值的變化情況可能是( ) A.阻值一直為0 B.阻值先不變,后階段變小 C.阻值恒定且遠(yuǎn)大于R2 D.阻值先不變,后階段變大 (2)根據(jù)元件D銘牌上的部分信息,小明從網(wǎng)絡(luò)獲知該元件為穩(wěn)壓二極管,它有正負(fù)極之分,在電路中當(dāng)D的正極接高電勢(shì)時(shí),其i-u線(xiàn)如圖乙中OC所示,當(dāng)D的負(fù)極接高電勢(shì)時(shí),其i-u線(xiàn)如圖乙中OAB所示,其中AB段為D的穩(wěn)壓工作區(qū),由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的________極(填“正”或“負(fù)”). (3)小明接著設(shè)計(jì)了用多用電表歐姆擋按圖丙對(duì)該元件進(jìn)行探究,圖丙中虛線(xiàn)框部分是其內(nèi)部等效電路,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=9 V,電表滿(mǎn)偏電流Ig=3 mA.實(shí)驗(yàn)時(shí)小明先進(jìn)行歐姆調(diào)零,則調(diào)零后多用電表內(nèi)部總電阻為_(kāi)_______Ω;調(diào)零后按圖丙連接元件D進(jìn)行測(cè)量,若D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū),則此時(shí)測(cè)得元件D的阻值應(yīng)為_(kāi)_______Ω. 答案:(1)B (2)負(fù) (3)3 000(或3103) 6 000(或6103) 解析:(1)因在滑片移動(dòng)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大,后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6 V不變,則知元件阻值先不變,后階段變小,故B正確.(2)結(jié)合第(1)問(wèn)中所給條件,可知D元件黑色部分為負(fù)極.(3)由R總=,解得R總=3 000 Ω;D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)時(shí),其兩端電壓U=6 V,而U=,解得RD=6 000 Ω.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練24 實(shí)驗(yàn):測(cè)定金屬的電阻率 描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)含解析 2020 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 全程 訓(xùn)練 計(jì)劃 24 實(shí)驗(yàn) 測(cè)定 金屬 電阻率 描繪
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