2013高考物理 高频实验模拟新题精选训练11 电阻和电阻率的测量
高中物理测量电阻常用的6种方法

测量电阻常用的6种方法伏安法测电阻电阻、测电阻率、测各种电表内阻等。
本质上都是伏安法测电阻在不同情景下的具体应用。
主要涉及电压表、电流表的选择以及实物连线等。
[例1] 在伏安法测电阻的实验中,实验室备有下列器材: A .待测电阻R x 阻值约为10 Ω左右 B .电压表V 1,量程6 V ,内阻约2 kΩ C .电压表V 2,量程15 V ,内阻约10 kΩ D .电流表A 1,量程0.6 A ,内阻约0.2 Ω E .电流表A 2,量程3 A ,内阻约0.02 Ω F .电源:电动势E =12 VG .滑动变阻器R 1,最大阻值10 Ω,最大电流为2 A H .滑动变阻器R 2,最大阻值50 Ω,最大电流为0.2 A I .导线、电键若干(1)为了较精确测量电阻阻值,尽可能多测几组数据,且两表读数大于量程一半。
除A 、F 、I 以外,还要在上述器材中选出该实验所用器材________(填器材前面的字母代号)。
(2)在虚线框内画出该实验电路图。
[解析] (1)两表量程大于读数一半,根据题意电压表选B 。
由欧姆定律知电路电流最大值I=U R =610A =0.6 A ,故电流表选D ,滑动变阻器选阻值较小的G 。
(2)因待测电阻远小于电压表内阻,电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路如图所示。
[答案] (1)BDG (2)图见解析伏伏法测电阻(电压表的灵活选用)路中的高频考点。
[例2] 用以下器材可测量电阻R x 的阻值。
待测电阻R x ,阻值约为600 Ω;电源E ,电动势约为6.0 V ,内阻可忽略不计; 电压表V 1,量程为0~500 mV ,内阻r 1=1 000 Ω; 电压表V 2,量程为0~6 V ,内阻r 2约为10 kΩ; 电流表A ,量程为0~0.6 A ,内阻r 3约为1 Ω; 定值电阻R 0,R 0=60 Ω;滑动变阻器R ,最大阻值为150 Ω;单刀单掷开关S 一个,导线若干。
高考物理电学实验(一)--测定金属的电阻率(含解析)

测定金属的电阻率一、仪表的读数仪器精确度/倍率读数规则及注意事项螺旋测微仪0.01mm 读数规则:固定刻度上的毫米数(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度上与固定刻度水平线所对的刻度值(注意估读)×0.01mm注意事项:①若半毫米刻度线露出,需加0.5mm,②可动刻度要估读,③可动刻度上末位估读的“0”不能舍弃,小数点后一定有3位小数.游标卡尺10分度:0.1mm20分度:0.05mm50分度:0.02mm读数规则:主尺上的整毫米数+n(游标尺上第n条刻度线与主尺上某刻度线对齐)x精确度.注意事项:①游标卡尺不需要估读,②读数时主尺和游标尺所用单位要统一为mm,最后根据题目要求转换单位.电阻箱1⨯、10⨯、、100⨯1000⨯读数规则:转柄式电阻箱的读数方法是R=AX1000Ω+B×100Ω+C×10Ω+D×1Ω,其中A、B、C、D分别是箱面上转柄指示头所指示的数值.如图所示,读数为R=7×1000Ω+4×100Ω+0×10Ω+8×1Ω=7408Ω.针对练习1.某同学利用10分度游标卡尺和螺旋测微器分别测量一圆柱体工件的长度和直径,则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为_________mm,测量结果如图1、2所示,该工件的长度为________cm,直径为_________mm.2.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,测量结果如图1,其读数为______mm,用游标为50分度的卡尺测量某圆筒的内径,则该游标卡尺的游标尺每一小格的长度为______mm,测量结果如图2所示,此工件的直径为_______cm.3.现要测定一段粗细均匀的金属导体的电阻率,实验过程中螺旋测微器和电阻箱的测量结果分别如下:(1)螺旋测微器测量该金属导体的直径D,D测量结果如图1所示,由图1可知=_______mm;(2)由图2可知,电阻箱的读数为_______Ω.4.在以下每个图后面写出对应的读数(1)________cm,________mm.(2)_______mm,_____mm.(3)_______cm,________mm.(4)_______cm,_____mm.(5)___________mm.二、电流表、滑动变阻器接法的判断方法、测电阻的原理1.电流表的内外接法判断电路图判断方法测量值与真实值对比分析 内接法V A x R R R >测量值测得的是电流表和待测电阻的总阻值,因此真测x x R R >外接法V A x R R R <测量值测得的是电压表和待测电阻的并联电阻,因此真测x x R R >注意:电流表的内外接法的选择,也可采用试触法,即接头S 分别与a 、b 接触一下,电路如图 (1)若电流表示数“相对变化”明显,说明电压表分流作用强,待测电阻为大电阻,电流表采 用内接法;(2)若电压表示数“相对变化”明显,说明电流表分压作用强,待测电阻为小电阻,电流表采用外接法.2.滑动变阻器的两类接法电路图判断方法分压式接法(1)要求测量电路中的电压表、电流表的示数从零开始调节;(2)若采用限流接法,题目所提供的实验仪器、电表量程或电阻的最大允许电流不够; (3)滑动变阻器的阻值比待测电阻的一半还小.限流式接法(1)若待测电阻的阻值小于滑动变阻器的总阻值或相差不大,且电压、电流不要求从零可调; (2)当分压式接法和限流式接法均可使用时,考虑安装简便和节能因素,一般采用限流式接法.3.测电阻原理的判断技巧实验原理实验电路图判断技巧伏安法题干给出量程合适的电压表和电流表安安法题干缺少量程合适的电压表,但给出两个电流表且其中一个电流表的内阻已知,常用电流表代替电压表使用伏伏法题干缺少量程合适的电流表,但给出两个电压表且其中一个电压表的内阻已知,常用电压表代替电流表使用等效替代法题干中给出一个电阻箱和电流表或电压表,且出现保持滑片不动,通过调节电阻箱使得电流表或电压表的示数不变等关键字眼,一般属于替代法电桥法在定值电阻R和待测电阻xR中间桥接一个灵敏电流计,一般采用的是电桥法半偏法题干给出一个电阻箱和电流表或电压表,且出现调节滑动变阻器使电流表或电压表满偏,接着保持滑片不动,通过调节电阻箱使得电流表或电压表半偏等关键字眼,一般属于半偏法转换法题干中给出一个电流表、电压表、定值电阻和待测电阻、单刀双掷开关或开关与待测电阻串联,其中定值电阻的阻值、电压表或电流表内阻已知,一般属于转换法针对训练1.某兴趣小组的同学用下列实验器材设计了一个电路来比较精确地测量电阻x R (约3Ωk )的阻值.A.电压表1V ,量程为0~4V,内阻为6ΩkB.电压表2V ,量程为0~10V,内阻约为6ΩkC.滑动变阻器1R (0~100Ω),额定电流1AD.滑动变阻器2R (0~500Ω),额定电流0.2AE.定值电阻=0R 6ΩkF.电源电动势=E 12V,内阻很小G.开关S ,导线若干 要求实验中电表示数从零调节,可获得多组测量数据,且电表读数不能小于其量程的32, 测量结果尽量准确,实验操作方便.(1)由实验要求应选择的实验器材有____________________(填器材前面的字母序号); (2)在虚线框内画出测量电阻的最合理电路图.(电路图上标明所用仪器的代号)(3)用已知量和测量量表示x R ,则表达式=x R ___________,说明式中各字母所表示的物理量__________________________________.2. 一根均匀的细长空心金属圆管,长度为L ,电阻R 约为5Ω,其横截面如图1所示.该金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d .(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D ,图2为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm ,则所测金属管线外径=D ________mm.(2)为测量金属管线的电阻R ,取两节干电池,(内阻不计)、开关和若干导线及下列器材: A.电流表0~0.6A,内阻约0.05Ω B.电流表0~3A,内阻约0.01Ω C.电压表0~3V,内阻约10Ωk D.电压表0~15V,内阻约50ΩkE.滑动变阻器,0~10Ω(额定电流为0.6A)F.滑动变阻器,0~100Ω(额定电流为0.3A)为准确测出金属管线阻值,电流表应选_____,电压表应选_____,滑动变阻器应选______.(填各仪器序号字母)(3)如图3所示,请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L 、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U 、电流表读数I 、金属管线外径D ),则金 属管线内径表达式=d ___________________.3.从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表1A 的内阻1r ,要求方法 简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据.器材(代号)与规格如下: 电流表1A ,量程10mA ,内阻待测(约40Ω); 电流表2A ,量程500uA ,内阻=2r 750Ω; 电压表V ,量程10V ,内阻=3r 10Ωk 电阻1R ,阻值约为100Ω; 滑动变阻器2R ,总阻值约50Ω; 电池E ,电动势1.5V ,内阻很小; 电键K ,导线若干.(1)画出实验电路图:标明所用器材的代号.(2)若选取测量中的一组数据来计算1r ,则所用的表达式=1r ______________,式中各符号的意义是:______________________________________.4.为了测量量程为3V 的电压表V 的内阻(内阻约2000Ω),实验室可以提供的器材有: 电流表1A ,量程为0.6A ,内阻约0.1Ω;电压表2V ,量程为5V ,内阻约3500Ω; 变阻箱1R 阻值范围为0~9999Ω; 变阻箱2R 阻值范围为0~99.9Ω;滑动变阻器3R ,最大阻值约为100Ω,额定电流1.5A ; 电源E ,电动势6V ,内阻约0.5Ω; 单刀单掷开关K ,导线若干.(1)请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V 的内阻的实验电路,画出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注),要求测量尽量准确. (2)写出计算电压表V 的内阻V R 的计算公式为=V R _______________.5.某电流表的内阻在0.1Ω﹣0.2Ω之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下: A .待测的电流表1A (量程0.6A ); B .电压表1V (量程3V ,内阻约2Ωk ); C .滑动变阻器1R (最大电阻10Ω); D .定值电阻2R (阻值5Ω); E .电源E (电动势4V ) F .电键S 及导线若干. (1)画出实验电路图;(2)如测得电压表的读数为U ,电流表的读数为I ,则电流表1A 内阻的表达式为:=A R ______________________.6.某一阻值不变的纯电阻元件(阻值在50Ω~100Ω之间),额定功率为0.25W .要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有: 电流表1A :量程为100mA ,内阻约为5Ω; 电流表2A :量程为1A ,内阻约为0.5Ω; 电压表1V :量程为6V ,内阻约为10Ωk ; 电压表2V :量程为30V ,内阻约为50Ωk ; 滑动变阻器R :0~10Ω,2A ; 电源(=E 9V ),开关,导线若干.(1)实验中应选用的电流表为 ,电压表为 ;(填入器材符号) (2)在虚线框内画出实验电路图;(3)测出的电阻值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”).7.某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值.可选用的器材(代号)与规格如下:电流表1A (量程250mA ,内阻1r 为5Ω); 标准电流表2A (量程300mA ,内阻2r 约为5Ω); 待测电阻1R (阻值约为100Ω); 滑动变阻器2R (最大阻值10Ω);电源E (电动势约为10V ,内阻r 约为1Ω); 单刀单掷开关S ,导线若干.(1)要求方法简捷,并能测多组数据,请在如图的方框中画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.(2)需要直接测量的物理量是_______________________,用测的量表示待测电阻1R 的计算公式是=1R __________________.8.电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下:待测电压表V (量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱0R (最大阻值为99 999.9Ω),滑动变阻 器1R (最大阻值100Ω,额定电流2A),电源E (电动势6V,内阻不计),开关2个,导线若干. (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(2)根据设计的电路进行的实验步骤是:移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在的支路分压______(填写“最大”或“最小”);闭合开关1S 、2S ,调节1R ,使电压表的指针_____(填写“满偏”或“半偏”);保持滑动变阻器滑片位置不变,断开2S ,调节电阻箱0R ,使电压表的指针_________(填写“满偏”或“半偏”)读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为'V R ,与电压表内阻的真实值V R 相比,'V R _______V R(填“>”“=”或“<”).9.某同学利用图1所示电路测量一量程为3mA 的直流电流表的内阻A R (约为110Ω).提供的实验器材有:A.直流电源(电动势为1V,内阻不计)B.电阻箱(0~999.9Ω)C.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流为3A)D.滑动变阻器(0~50Ω,额定电流为1A)(1)为了尽可能减小测量误差,滑动变阻器R 应选用___________(选填“C”或“D”).(2)根据图1所示电路,在图2中用笔画线代替导线,将实物间的连线补充完整. (3)主要实验步骤如下:Ⅰ.将电阻箱0R 的阻值调为零,滑动变阻器R 的滑片P 移到右端; Ⅱ.闭合开关S ,调节滑动变阻器R 的滑片P ,使电流表的示数为3mA ; Ⅲ.调节电阻箱0R ,使电流表的示数为1mA ,读出此时电阻箱的阻值1R ; Ⅳ.断开开关S ,整理好仪器.(4)已知=1R 208.8Ω,则电流表内阻的测量值为________Ω,由于系统误差,电流表内阻的测量值__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值.10.为了测量阻值范围在200Ω~300Ω之间的电阻x R 的阻值,实验室提供了如下器材: A.电阻箱R(阻值范围0~999.9Ω) B.毫安表(量程0~3mA ,内阻约100Ω) C.直流电源(电动势约3V,内阻不计) D.两个单刀单掷开关,导线足量(1)甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图1所示的实验电路,设计的操作步骤如下:①按电路图连好电路,闭合开关1S ,记下毫安表的读数;②断开1S ,闭合开关2S ,调节电阻箱R 的阻值,使毫安表的读数和①中相同,记下此时电阻箱的示数1R .假设该同学的设计合理,则待测电阻=x R ___________.(2)乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图2所示的实验电路,设计的操作步骤如下:①按电路图连好电路,将R 调到列最大,然后闭合1S 、2S ,调节R ,使毫安表达到满偏,记下此时电阻箱的示数2R ;②断开2S ,调节R ,仍使毫安表满偏,记下此时电阻箱的示数3R ,假设该同学的设计合理,则待测电阻=x R ____________.(3)上述两位同学的设计中有一位是不合理的,不合理的是______,理由:_____________11.某实验小组为精确测量阻值约12Ω的电阻x R ,设计了如图所示的实验电路.实验室中可供使用的主要器材如下:电源E (电动势约为4.5V,内阻约1Ω) 定值电阻0R (阻值为20Ω)电压表1V (量程0~3V,内阻约3Ωk ) 电压表2V (量程0~15V,内阻约15Ωk ) 电流表A (量程0~200mA,内阻为1.5Ω) 滑动变阻器1R (阻值范围0~1Ωk ) 滑动变阻器2R (阻值范围0~20Ω)(1)图中电压表应选用_________;滑动变阻器应选用__________.(填器材代号) (2)实验小组的操作步骤如下:第一步,将滑动变阻器的滑片移到最右端,将1S 拨到位置1,闭合2S ,多次调节滑动变阻器,从电流表和电压表获得多组值,作出I U -图线,求得斜率1k ;第二步,将滑动变阻器的滑片移到最右端,将1S 拨到位置2,闭合2S ,多次调节滑动变阻器,从电流表和电压表获得多组值,作出I U -图线,求得斜率2k ;由此可求得=x R _______.(用题中所给物理量的符号表示)(3)在测出x R 的阻值后,若只将电路中的电压表拆除,该电路还可以测量电源的___________________(填“电动势”“内阻”“电动势和内阻”)12.某同学想测量铜的电阻率,他找到一根长1=L m 的铜丝,并用螺旋测微器测量铜丝的直径如图1所示.利用如图2所示的电路图测量铜丝的电阻x R ,其中有电阻箱z R (最大阻值为999.9Ω),滑动变阻器s R ,灵敏电流计G ,定值电阻Ω=k R 101,定值电阻Ω=12R ,电源E ,开关S .闭合开关S ,调节滑动变阻器s R 、电阻箱z R ,最终使得滑动变阻器0=s R 时,灵敏电流计的示数也为零,此时电阻箱z R 的阻值如图3所示.(1)该铜丝的直径=D __________mm ,电阻箱z R 的示数为___________Ω.(2)若在实验中发现电流从上往下流过电流计G ,此时应该_______(填“增大”或“减小”)电阻箱z R 的阻值,可使通过电流计G 的电流逐渐变为零.(3)待测铜丝的电阻=x R _______Ω(结果保留2位有效数字)(4)计算出铜丝的电阻率为__________Ω·m (结果保留2位有效数字)13.几位同学对一个阻值大约为600Ω的未知电阻进行测量,要求较精确地测量电阻的阻值. 有下列器材供选用:A.待测电阻x RB.电压表V (量程6V,内阻约3Ωk )C.电流表1A (量程20mA ,内阻约5Ω)D.电流表2A (量程10mA ,内阻约10Ω)E.滑动变阻器1R (0~20Ω,额定电流2A )F.滑动变阻器2R (0~2000Ω,额定电流0.5A )G.直流电源E (6V ,内阻约1Ω)H.多用电表I.开关、导线若干(1)甲同学用多用电表直接测量待测电阻的阻值,如图1所示。
高考物理总练习7-4实验(一)测定金属的电阻率

高考物理总练习7-4试验(一)测定金属的电阻率一、选择题1.“测定金属旳电阻率〞试验中,以下操作中错误旳是( )A.用米尺测量金属丝旳全长三次,算出其平均值B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采纳电流表内接线路,屡次测量后算出平均值;D.试验中保持金属丝旳温度不变[答案]AC[解析]应量出金属丝接入电路中旳有效长度,而不是全长;金属丝旳电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采纳电流表外接法,故AC 操作错误·二、非选择题2.(2021·南平适应性检测)不同材料旳物质,电阻率随温度旳变更规律是不同旳,一般金属材料旳电阻率随温度旳上升而增大,而半导体材料旳电阻率那么与之相反,随温度旳上升而减小·某课题探讨组须要探讨某种导电材料旳导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小旳线状元件W做试验,测量元件W旳电压、电流旳变更规律,并作出U-I图象,要求元件W两端电压从零渐渐增大·(1)他们应选用以下图所示四个测量电路中旳________电路进展试验(2)试验测得元件W旳电压与电流旳关系如下图·推断元件W是金属材料还是半导体材料?答:__________________________________________________ ______________________·[答案](1)C (2)半导体材料[解析](1)要求元件W旳电压从零开场渐渐增大,应选滑动变阻器旳分压式连接,元件W电阻较小,电流表采纳外接法,那么C选项正确;(2)由U-I图象可知,电阻随U增大(或温度上升)而减小,所以应为半导体材料·3.(2021·广东卷)某同学测量一个圆柱体旳电阻率,须要测量圆柱体旳尺寸和电阻·(1)分别运用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体旳长度和直径,某次测量旳示数如图(a)和图(b)所示,长度为________cm,直径为________mm·(2)按图(c)连接电路后,试验操作如下:(a)将滑动变阻器R1旳阻值置于最________处(填“大〞或“小〞);将S2拨向接点1,闭合S1,调整R1,使电流表示数为I0;(b)将电阻箱R2旳阻值调至最________(填“大〞或“小〞);S2拨向接点2;保持R1不变,调整R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω;(3)由此可知,圆柱体旳电阻为________Ω·[答案](1)5.01 5.316(5.310~5.320) (2)(a)大(b)大(3)1280[解析](1)游标卡尺旳精度为0.1mm,所以L=(50+1×0.1)mm=5.01cm,螺旋测微器旳读数为d·(2)为了爱护电流表,在接通电路之前,要使电路中旳总电阻尽可能大,然后渐渐减小电路中旳电阻·旳小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡旳I-U图象,有以下器材供选用:A.电压表(0~3V,内阻6kΩ)B.电压表(0~15V,内阻30kΩ)C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω)D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)E.滑动变阻器(10Ω,2A)F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)(1)用如下图旳电路进展测量,电压表应选用________,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________(用序号字母表示)(2)通过试验测得此灯泡旳伏安特性曲线如下图,由图象可求得此灯泡在正常工作时旳电阻为________Ω;(3)假设将此灯泡与电动势6V、内阻不计旳电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为________Ω旳电阻·[答案](1)A D E (2)10 (3)11[解析]旳实际电流,由R=U LI可求得电阻;假设将小灯泡与6V电源连接,由U L=E-ER+R1R1,可解得R1·5.为测量肯定值电阻R x(约15~20Ω)旳阻值,试验室供应旳主要器材如下:电池组E(电动势约3V)电流表(量程0~0.6A)电压表(量程0~3V)电阻箱R(阻值范围0~999.9Ω)为使测量尽可能精确,某同学用图甲所示电路进展测量·闭合开关,调整电阻箱R旳值,读出电阻箱旳阻值R及对应电表、旳示数,I、U,所得数据如下表所示:次数1234 5R/ΩI/AU/VIUΩ-11RΩ-1完成以下问题:(1)请用笔画线代替导线,将图乙中实物连成试验电路;(2)将电流表、电压表视为志向电表,那么电流表旳示数I 、电压表旳示数U 、电阻箱旳阻值R 及待测电阻R x 四个物理量之间满意旳关系式是________;(3)依据表中给出旳数据,在图丙给出旳坐标系中作出I U -1R 图象;(4)由作出旳I U -1R 图象,可求得电阻R x 旳测量值为R x =________Ω(保存3位有效数字)·[答案] (1)如图1所示(2)I U =1R +1R x(3)如图2所示 (4)16.1(15.3~18.2)[解析] (1)依据原理图连接实物图,这里要留意电表旳正进负出以及把导线接在电阻箱接线柱上;R x 与R 并联,那么U =R x ·R R x +R I ,整理可得I U =1R +1R x ·(2)依据数据描点连线,留意让尽可能多旳点落在图象上,不能落在图象上旳点分布在图象两侧,个别点偏离太大那么舍弃不用·(3)由表达式I U =1R +1R x 结合图象可知,截距为1R x -1,那么R x ·6.(2021·东北三校二模)有一个额定电压为10V 、额定功率在10~15W 之间旳用电器L (该用电器在电路中可用电阻符号表示),为了测定它旳额定功率,现有下面器材可供选用:A .电动势为3V 、15V 、50V 旳直流电源各一个(内阻均不计)B .三种规格旳滑动变阻器各一个:R 1(规格为0~5Ω 3A)、R 2(规格为0~15Ω 2A)、R 3(规格为0~50 Ω 1 A)C .量程分别为0~0.6A 、0~3A 内阻可忽视旳双量程直流电流表一只D .量程为0~3V 、内阻为2kΩ旳直流电压表一只E .阻值为r 1=2kΩ、r 2=6kΩ、r 3=20kΩ旳定值电阻各一个(试验中只能选用一个)F .开关一个,导线假设干利用上述仪器,为使测量尽可能精确、便利,并使耗电功率最小,请答复: (1)应当选择旳滑动变阻器是______________________________________________________________________________·(2)应当选择旳电流表量程是_____________________________________________________________________________·(3)画出测量电路图·(4)假设电表旳指针如下图,由此可求得该用电器额定功率P =________W(结果保存三位有效数字)·[答案] (1)R 2[解析] 由P =UI 得,用电器L 旳最大电流为1.5A ,又由R L =U 2P 得:用电器L 旳最大电阻为10Ω,为了测量便利和平安,滑动变阻器选用R 2,电流表选用0~3A ,由于选用旳滑动变阻器最大阻值为15Ω,而电路又无特别要求,那么电路选用限流供电,而电压表旳量程较小,须要改装电压表,r 2与电压表串联测电压,由串并联电路特点,3V U 0=2kΩ2kΩ+6kΩ,U 0=12V ,由于电流表旳内阻可以忽视,电流表内接·电路图如下图·电压表旳读数为2.5V ,经计算可知用电器L 两端旳电压U L =10V ,电流表旳读数为1.2A ,那么P =U L I ·7.(2021·江苏三校联考)实际电流表有内阻,可等效为志向电流表与电阻旳串联·测量实际电流表G 1旳内阻r 1旳电路如下图.供选择旳仪器如下:①待测电流表G 1(0~5mA ,内阻约300Ω); ②电流表G 2(0~10mA ,内阻约100Ω); ③定值电阻R 1(300Ω); ④定值电阻R 2(10Ω); ⑤滑动变阻器R 3(0~1000Ω); ⑥滑动变阻器R 4(0~20Ω); ⑦干电池(1.5V); ⑧电键S 及导线假设干·(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________·(在空格内填写序号) (2)用连线连接实物图· (3)补全试验步骤;①按电路图连接电路,将滑动触头移至最________端(选填“左〞或“右〞); ②闭合电键S ,移动滑动触头至某一位置,记录G 1、G 2旳读数I 1、I 2; ③屡次移动滑动触头,记录相应旳G 1、G 2读数I 1、I 2; ④以I 2为纵坐标、I 1为横坐标,作出相应图象,如下图·(4)依据I 2-I 1图象旳斜率k 及定值电阻,写出待测电流表内阻旳表达式____________________________·[答案] (1)③ ⑥ (2)如图(3)①左 (4)r 1=(k -1)R 1[解析] 依据试验原理,待测电阻r 1=I 2-I 1I 1R ,因为两电流表旳量程之差与待测电流表旳量程相当,所以与G 1并联旳定值电阻旳阻值与r 1差不多,约为300Ω,可以使G 1示数有较大范围变更减小误差,故定值电阻选R 1;滑动变阻器用旳是分压式接法,应选用阻值较小旳变阻器,选R 4·由r 1=I 2-I 1I 1R 1=(I 2I 1-1)R 1,解得r 1=(k -1)R 1·8.(2021·广东深圳一模)“描绘小灯泡旳伏安特性曲线〞试验中,供应旳试验器材有: A .小灯泡(额定电压为3.8V ,额定电流约为0.3A) B .电流表A(0~0.6A ,内阻约为0.5Ω) C .电压表V(0~6V ,内阻约为5kΩ) D .滑动变阻器R 1(0~10Ω,2A) E .滑动变阻器R 2(0~100Ω,0.2A) F .电源(6V ,内阻不计) G .开关及导线假设干(1)试验中滑动变阻器选________(选填“R 1〞或“R 2〞)·(2)该同学设计了试验测量电路,通过变更滑动变阻器滑片旳位置,使电流表旳读数从零开场变更,记录多组电压表旳读数U 和电流表旳读数I ·请在图甲中用笔画线代替导线将试验电路连接完整·(3)该同学依据试验数据作出了如图乙旳U -I 图象,依据图象可知小灯泡旳电阻随着电流旳增大而________(选项“增大〞“减小〞或“不变〞)·[答案] (1)R 1 (2)如下图 (3)增大[解析] (1)试验采纳滑动变阻器旳分压式调控, 滑动变阻器应选R 1·(2)电流值和电压值从0开场可调,待测电阻旳最大阻值R x =,0.3)Ω≈13Ω,且R x <R A R V ,电流表采纳外接法·(3)由U -I 图象, 小灯泡旳电阻R x =UI 随着电流旳增大而增大·。
高考物理 名校模拟试题分项解析热点 专题 测量电阻率实验

专题30 测量电阻率实验1.(9分) (2019广东惠州第一次调研)为了测量某种资料制成的电阻丝R x的电阻率,供应的器材有:A.电流表G,内阻R g=120 Ω,满偏电流I g=6 mAB.电压表V,量程为0~6 V,内阻约为1000ΩC.螺旋测微器,毫米刻度尺D.电阻箱R0(0~99.99 Ω)E.滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω)F.电池组E(电动势为6 V,内阻约为0.05 Ω)G.一个开关S和导线若干(1) 用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用______挡(填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时地址如图甲所示其读数为Ω;(2) 把电流表G与电阻箱并联,改装成量程为0~0.6 A的电流表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=________Ω (保留3位有效数字) ;(3) 改装好的电流表用符号“○A”表示,内阻R A已知,用该电流表和所供应的实验器材较正确测量电阻丝R x的阻值,请在图乙中画出实验电路图;(4) 测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为D,电路闭合后,调治滑动变阻器的滑片到合适地址,读出电压表和电流表的示数,测得金属丝的电阻为R x。
写出计算电阻率的表达式ρ=____________ (L、D、R x表示) 。
【实验攻略】(1)测量电阻一般采用伏安法,测量电阻率需要应用电阻定律。
(2)电表改装。
电流表并联电阻可扩大量程,电流表并联等于内阻1/n倍的电阻,可使电流表量程扩大到原来的n+1倍。
电流表串通电阻可改装成电压表,电压表串通等于n倍内阻的电阻,可使电压表量程扩大到原来的n+1倍。
(2)依照欧姆定律,I=U/R,所以正确的图线是②,由图线求出电阻Rx=U/I=3/0.4Ω=7.5Ω。
3.(9分)(2018高考全国理综III)一课外实验小组用以下列图的电路测量某待测电阻R x的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω);V可视为理想电压表。
2013届高考物理模拟新题精选分类解析(第2期)专题11交变电流

20 2 sin100 πt(V ),则加在 R2 上的电压有效值为
A .10V
B.20V
C.15V
D.5 10 V
.答案: D
解析:由二极管的单项导电性可知加在 R2 上的电压波形为半个周期
最大值为 20 2 V ,半个周期最大值为 10 2 V 。由有效值的定义可得加在 R2 上
的电压有效值为 5 10 V ,选项 D 正确。
体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小) , R1 为一定值电阻。下
列说法正确的是(
)
A .当 R2 所在处出现火警时,电阻 R1 的功率变小 B.当 R2 所在处出现火警时,电压表 V 2 的示数变大 C.当 R2 所在处出现火警时,电流表 A 的示数变小 D.电压表 V 1 示数为 22V 答案. D 解析:当 R2 所在处出现火警时,阻值减小,变压器输出电流增大,输出功率增
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变电站Biblioteka 选项 A B C D小区型号 DYD30/C DYD50/C DYD100/C DYD150/C
千米电阻( Ω/km) 1 0.6 0.3 0.2
9.( 2012 年 2 月宁波八校联考)如图所示电路,电阻 R1 与电阻 R2 阻值相同,都 为 R,和 R1 并联的 D 为理想二极管(正向电阻可看作零,反向 电 阻 可 看 作 无 穷 大 ), 在 A 、 B 间 加 一 正 弦 交 流 电 u =
值电阻 R,电容器并联在电阻 R 两端,电阻阻值 R=10Ω ,关于电路分析,下列
说法中正确的是:(
)
A 、电流表示数是 1A
B、电流表示数是 2 A
u
RC
C、电阻 R 消耗的电功率为 10W
高考物理 模拟新题精选分类解析(第6期)专题13 电学实验

1 2013年高考物理模拟新题精选分类解析(第6期)专题13 电学实验 21、(10分)(2013年浙江省六校联考)在“练习使用多用电表”实验中,某同学进行了如下的操作: (1)用多用电表电阻档测量某一电阻的阻值时,该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行欧姆调零(如图a所示),然后用两表笔接触待测电阻的两端(如图b所示),这两步操作是否合理? (填“a合理”或“b合理”或“都不合理”) (2)用多用电表电流档测量电路中电流,该同学将选择开关置于直流“50mA”档,连接的电路如图c所示,图中多用电表测定的是__ __ (填甲电阻的电流、乙电阻的电流或总的电流),测得的值是___________。
(3)该同学要测量多用电表直流2.5 V档的内阻RV (约为20kΩ)。除此多用电表外,还有以下器材:直流电源一个(电动势E为2V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R为10kΩ),电键一个,
导线若干。要求: (I)画出实验电路图(多用电表符号用○多表示); (II)写出RV的表达式(用字母表示)。 2 II. (12分)(2013安徽省江南十校联考)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。
他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图。 3
①电压表V(量程3v,内阻Rv=10kΩ) ②电流表G(量程3mA,内阻Rg=100Ω) ③电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω) ④滑动变阻器R1(O〜20Ω, 2A) ⑤滑动变阻器R2(O〜100Ω, 1A) ⑥定值电阻R3=0.5Ω ⑦开关S和导线若干 (1) 该同学没有选用电流表A的原因是_______________ (2) 该同学将电流表G与定值电阻R3并联,实际上是进行了电表的改装,则他改装后的电流 表对应的量程是_______A。 (3) 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是_______(填写器材编号) (4) 该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表G读数为横坐标,以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=_______V (保留三位有效数字;),电源的内阻r=_______Ω (保留两位有效数字) Ⅱ.(1)量程与被测电流值相比较太大(2分) (2)0.603(2分)(填0.6或0.60均给分) (3)R1(2分) (4)1.48(3分),0.84(3分)(0.70-0.90之间都给分)
2013年高考物理模拟新题精选分类解析 第1期 专题13 电学实验含答案
1.(2013连云港摸底)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。
图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U—I关系图线。
(1)实验室提供的器材有:电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0~10Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0~100Ω)、电动势为6V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干。
该同学做实验时,滑动变阻器选用的是(选填“A”或“B”);请在图乙的方框中画出该实验的电路图.(2)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中,已知电流传感器的示数为0。
3A,电源电动势为3V。
则此时小灯泡的电功率为W,电源的内阻为Ω.1.答案:(1)A 电路如图。
(2)0。
66~0.72 2~2。
67解析:由于小灯泡电阻较小,电路应该设计成电流传感器外接。
描绘小灯泡伏安特性曲线,设计成滑动变阻器分压接法.将该小灯泡接入丙图所示的电路中,已知电流传感器的示数为0。
3A,电源电动势为3V,在小灯泡伏安特性曲线上找出对应电流为0。
3A的点,该点纵横坐标的乘积0.3A×2。
3V=0.69W。
,为此时小灯泡的电功率.过该点和纵轴上3V的点作一直线,该直线的斜率绝对值等于电源的内阻为2.5Ω。
2.(2013安徽江南十校摸底)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,通过改变滑动变阻器电阻大小,测量并记录多组电压和相应电流值,某同学的实验数据如下表所示,与预想的实验结果不一致。
(1)由实验数据来分析,他所连接的电路可能是下列电路图中的()(2)如图为某同学根据正确的电路图做出的U—I图线,由该图线可得被测干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
3.(10分)(2013江苏徐州摸底)某同学准备探究一未知元件Q的伏安特性曲线,他设计了如图甲所示的电路图.请回答下列问题:(1)清将图乙中的实物连线按电路图补充完整.(2)该同学正确连接实验电路后闭合开关,调节滑动变阻器滑动头P,发现电流表和电压表的指针始终不发生偏转.在不断开电路的情况下,他使用多用电表直流电压挡检查电路故障,将多用电表的红、黑表笔与电流表的“+”、“-"接线柱接触时,发现多用电表指针发生较大角度的偏转,说明电路故障是.(3)排除故障后,该同学测得实验数据如下表所示,请在坐标纸上作出该元件的U-I图线.(4)通过实验可以得出,该元件的阻值随所加电压的增大而(选填“增大”、“减小”或“不变”).、答案:(1)如图。
第九章 实验十 导体电阻率的测量-2025高三总复习 物理(新高考)
实验十导体电阻率的测量一、实验目的1.熟悉导体电阻率的测量的基本原理。
2.掌握伏安法测电阻的原理及有关问题。
二、实验原理与器材1.实验原理由R =ρl S 得ρ=RS l =πd 2R4l ,因此,只要测出金属丝的长度l 、直径d 和金属丝的电阻R ,即可求出金属丝的电阻率ρ。
测量金属丝电阻的电路图如图所示。
2.实验器材被测金属丝,直流电源(4V),电流表(0~0.6A),电压表(0~3V),滑动变阻器(0~50Ω),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺。
三、实验步骤与操作1.测量d :用螺旋测微器在不同位置测量三次,取平均值。
2.连接电路:按伏安法测电阻原理图连接电路。
3.测量l :用毫米刻度尺测量有效长度l ,测量三个不同部位,取平均值。
4.滑动变阻器:限流式接法,闭合开关前,将滑动变阻器连入电路的阻值调到最大;分压式接法,闭合开关前,将滑动变阻器并联部分的阻值调为零。
5.测量U 、I :闭合开关,调节滑动变阻器,利用电压表及电流表读出多组U 、I 数值并记录。
6.整理:断开开关,整理器材。
四、实验数据处理1.计算R x 的两种方法(1)平均值法:用R x =UI 分别算出各次的数值,再取平均值。
(2)图像法:作出U -I 图像,利用斜率求出R x ,如图所示。
2.计算电阻率:将记录的数据l、d及R x的值代入电阻率公式ρ=R x Sl计算ρ。
五、误差分析1.金属丝直径、长度的测量、读数等人为因素带来误差。
2.测量电路中电流表及电压表对电阻测量的影响,因为电流表外接,所以R测<R真,由R=ρlS知ρ测<ρ真。
3.通电电流过大、时间过长,致使金属丝发热,电阻率随之变化带来误差。
六、注意事项1.本实验中被测金属丝的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法。
2.测量被测金属丝的有效长度,是指测量被测金属丝接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的被测金属丝长度,测量时应将金属丝拉直,反复测量三次,求其平均值。
实验十一 测量金属丝的电阻率-2025届高中物理
第十章恒定电流实验十一测量金属丝的电阻率教材实验要点核心考点五年考情命题分析预测①测长度:用毫米刻度尺,要估读.②测直径:用螺旋测微器,要估读.③测量R x :R x =UI (伏安法).④计算ρ:ρ=SR x L .测电阻率2023:北京T15(2),辽宁T12,浙江1月T16-Ⅱ,全国乙T23;2021:福建T11,北京T16;2019:天津T9(3),江苏T11①考读数:U 、I 、L 及d 的测量.②考电路:电路设计或选择,实物图连线或改错,器材选择.③考运算:根据U -I 图像求R x ,求ρ.④考分析:对实验结果分析.测电阻2023:海南T15;2022:全国甲T22,山东T14;2021:湖北T13,海南T14;2019:海南T11创新实验2023:广东T12,江苏T12,全国甲T22;2022:广东T12,浙江1月T181.实验目的(1)熟悉“测量金属丝的电阻率”的基本原理及注意事项.(2)掌握测电阻的电路图及误差分析.2.实验原理由R =ρ得ρ=B=π24,因此只要测出金属丝的[1]长度l 和[2]直径d ,并用伏安法测出金属丝的电阻R x ,即可求出金属丝的电阻率ρ.用伏安法测金属丝的电阻的实验电路如图甲、乙所示.金属丝的电阻较小,一般采用电流表外接法.图甲图乙3.实验器材待测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干.4.实验步骤(1)直径的测量:用螺旋测微器在待测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出金属丝的横截面积S=π24.(2)电路的连接:按实验原理电路图甲或乙连接好电路.(3)长度的测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量[3]三次,求出其平均值l.(4)U、I的测量:把滑动变阻器的滑片调节到实验原理部分图甲电路图中a端对应的位置或图乙电路图中b端对应的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S.(5)整理:拆除实验电路,整理好实验器材.5.数据处理(1)在求R x的平均值时可用两种方法①平均值法:用R x=分别算出各次的阻值,再取平均值.②图像法:用U-I图线的斜率求出阻值,如图所示.(2)计算电阻率将记录的数据R x、l、d的值代入电阻率计算式ρ=R x=[4]π24.6.误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得到的,直径的测量是产生误差的主要来源之一.(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差.(4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差.命题点1教材基础实验1.[读数+数据处理+误差分析]在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某次的测量结果如图甲所示,其读数应为0.397(0.396~0.399均可)mm(该值接近多次测量的平均值).图甲(2)用伏安法测金属丝的电阻R x.实验所用器材为:电池组(电压为3V)、电流表(内阻约为0.1Ω)、电压表(内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(阻值为0~20Ω,额定电流为2A)、开关、导线若干.某小组同学利用以上器材正确连接好电路后,进行实验测量,并记录数据如下:次数1234567 U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30 I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量R x采用的是下图中的乙图(选填“乙”或“丙”).所测金属丝的电阻R x为 4.46Ω,测量值小于(选填“大于”或“小于”)真实值.(3)本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法正确的是CD(有多个正确选项,填选项前的字母).A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时,由于读数引起的误差属于系统误差B.由电流表和电压表的内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以减小由测量仪表引起的系统误差D.用U-I图像处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差解析(1)由题图甲可知,螺旋测微器的读数为0+39.7×0.01mm=0.397mm.(2)由表中实验数据可知,所测得的最小电压很小,接近于0,故滑动变阻器选用的是分压式接法,因此实验采用的是题图乙所示电路.作出金属丝的U-I图像,如图所示,由图像可知R=ΔΔ=4.46Ω.由于采用电流表外接法,故测量值小于真实值.(3)由读数引起的误差是偶然误差,由电压表与电流表的内阻引起的误差是系统误差,A 、B 错误.若将电流表和电压表的内阻计算在内,则消除了电表内阻对实验结果的影响,即减小了由测量仪表引起的系统误差,C 正确.用U -I 图像处理数据,体现了多次测量求平均值的思想,而且剔除了个别偶然误差比较大的点,如图中的第6个点,故可以减小偶然误差,D 正确.2.[实验原理/2023全国乙]一学生小组测量某金属丝(阻值约十几欧姆)的电阻率.现有实验器材:螺旋测微器、米尺、电源E 、电压表(内阻非常大)、定值电阻R 0(阻值10.0Ω)、滑动变阻器R 、待测金属丝、单刀双掷开关K 、开关S 、导线若干.图(a )是学生设计的实验电路原理图.完成下列填空:(1)实验时,先将滑动变阻器R 接入电路的电阻调至最大,闭合S.(2)将K 与1端相连,适当减小滑动变阻器R 接入电路的电阻,此时电压表读数记为U 1,然后将K 与2端相连,此时电压表读数记为U 2.由此得到流过待测金属丝的电流I =2-10,金属丝的电阻r =102-1.(结果均用R 0、U 1、U 2表示)(3)继续微调R ,重复(2)的测量过程,得到多组测量数据,如下表所示:U 1(mV )0.570.710.85 1.14 1.43U 2(mV )0.971.211.451.942.43(4)利用上述数据,得到金属丝的电阻r =14.2Ω.(5)用米尺测得金属丝长度L =50.00cm.用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径,某次测量的示数如图(b )所示,该读数为d =0.150mm.多次测量后,得到直径的平均值恰与d 相等.(6)由以上数据可得,待测金属丝所用材料的电阻率ρ= 5.0×10-7Ω·m.(保留2位有效数字)解析(2)由于电压表内阻非常大,故K接2时电压表两端电压与K接1时金属丝和R0两端电压相等,即U2=U1+IR0,故流过金属丝的电流I=2-10,由电阻的定义式可知金属丝的电阻r=1=102-1.(5)由题图(b)可知螺旋测微器的固定刻度读数为0mm,可动刻度读数为15.0×0.01mm=0.150mm,故该读数为d=0.150mm.(6)金属丝的横截面积S=14πd2,由电阻定律有r=ρ,将相关数据代入解得ρ=5.0×10-7Ω·m.命题点2创新设计实验3.[实验目的创新/2023浙江1月]在“测量金属丝的电阻率”实验中:(1)测量一段金属丝电阻时所用器材和部分电路连线如图1所示,图中的导线a端应与0.6(选填“-”“0.6”或“3”)接线柱连接,b端应与0.6(选填“-”“0.6”或“3”)接线柱连接.开关闭合前,图1中滑动变阻器滑片应置于左(选填“左”或“右”)端.图1(2)合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据.甲同学由每组U、I数据计算电阻,然后求电阻平均值;乙同学通过U-I图像求电阻.则两种求电阻的方法更合理的是乙(选填“甲”或“乙”).(3)两同学进一步探究用镍铬丝将满偏电流I g=300μA的表头G改装成电流表.如图2所示,表头G两端并联长为L的镍铬丝,调节滑动变阻器使表头G满偏,毫安表示数为I.改变L,重复上述步骤,获得多组I、L数据,作出I-1图像如图3所示.图2图3则I-1图像斜率k= 2.3(2.2~2.4均可)mA·m.若要把该表头G改装成量程为9mA的电流表,需要把长为0.26(0.24~0.28均可)m的镍铬丝并联在表头G两端.(结果均保留2位有效数字)解析(1)通常情况下金属丝的电阻值约为几欧姆,又电源为两节干电池,为了减小实验误差,尽可能多地获得数据,电流表应选用0.6A量程,即a端与“0.6”接线柱连接,所以b端也应与“0.6”接线柱连接;由图1可知,滑动变阻器采用了分压接法,为了保护实验器材,开关闭合前,滑动变阻器滑片应置于左端.(2)利用图像法处理数据,描点连线时可将误差比较大的数据点舍掉,因此乙同学的方法更合理.(3)由图3可知,I-1图像的斜率为k=7.8-6.03.27-2.5mA·m=2.3mA·m;结合图3将(3.27 m-1,7.8mA)代入I=k·1+b,解得b=0.28mA,则图像所对应的表达式为I=2.3×1+0.28(mA),当I=9mA时,解得L=0.26m.4.[实验器材创新/2024广东名校联考]工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率,其中一个关键部件如图甲所示,它是把两金属片放到液体中形成一个液体电阻,两金属片中间的液体即电阻的有效部分.某研究小组想测定某导电溶液的电阻率,在实验室找到了一个透明塑料长方体容器,容器内部左右两侧插入两片面积均为S=10cm2、不计电阻的正方形铂片作为两个电极(正对放置),现将容器充满待测的导电溶液.实验所用器材如下:电压表(量程为15V,内阻约为30kΩ);电流表(量程为300μA,内阻约为50Ω);滑动变阻器(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为0.1A);电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω);单刀单掷开关一个;导线若干.(1)该小组先用多用电表粗测溶液电阻,他们先选择欧姆“×100”挡,欧姆调零后测量结果如图乙所示,为了使读数更精确些,接下来要进行的步骤是D(填正确答案标号).A.换为“×10”挡,重新测量B.换为“×1k”挡,重新测量C.换为“×10”挡,先欧姆调零再测量D.换为“×1k”挡,先欧姆调零再测量(2)为了准确测量其阻值,并测量多组数据,请在图丙中用笔画线代替导线,将实物图补充完整.(3)某次测量过程中,两个铂片间距d=20cm,测量时电流表读数为I=275μA,电压表指针偏转如图丁所示,电压表读数为U= 5.5V,则该溶液电阻R= 2.0×104Ω(结果保留2位有效数字).(4)实验时,仅多次改变两个铂片间距d,测得多组U、I数据,计算出对应的电阻R,在如图戊所示的坐标纸上描出对应的点,并将(3)中计算的数据点也补充到图戊上,描绘出R-d图线,根据图线可求出该导电溶液的电阻率ρ=96(95、96、97均可)Ω·m (计算结果保留整数);若考虑电表内阻的影响,计算结果与真实值相比会相等(选填“偏大”“偏小”或“相等”).解析(1)从题图乙测量结果可知溶液的电阻比较大,为了减小误差,应换用大挡位测量,选择“×1k”挡,然后欧姆调零,再次测量,所以选择D.(2)根据多用电表粗测结果可知待测溶液电阻阻值较大,而题中所给滑动变阻器的最大阻值较小,同时需要测量多组数据,所以滑动变阻器需要选择分压式的接法,结合题给数据可知待测电阻和电压表的内阻比较接近,阻值均较大,所以电流表采用内接法,实物图如图1所示.图1图2(3)电压表最小分度值为0.5V,所以题图丁中电压表读数为5.5V;则该溶液电阻R==2.0×104Ω.(4)描点并作出R-d图线如图2所示.根据电阻定律可得R=ρ=d,可知R-d图线斜率k=.又结合图2可得图线斜率k=4.8×1040.5Ω/m=9.6×104Ω/m,又ρ=kS,联立代入数据后得到导电溶液的电阻率为ρ=96Ω·m.考虑到电流表内接有R测==d+R A,可知R-d图线斜率仍为,所以计算的结果与真实值相比不会发生变化.测量电阻的四种创新方法方法1差值法测电阻电流表差值法电压表差值法电路图基本原理定值电阻R0中的电流I0=I2-I1,电流表A1两端的电压U1=(I2-I1)R0定值电阻R0两端的电压U0=U2-U1,电压表V1中的电流I1=U2-U1R0可测物理量(1)若R0为已知量,可求得电流表A1的内阻r1=(I2-I1)R0I1;(2)若r1为已知量,可求得R0=I1r1I2-I1(1)若R0为已知量,可求得电压表V1的内阻r1=U1U2-U1R0;(2)若r1为已知量,可求得R0=U2-U1U1r11.[电流表差值法/2024山东齐鲁名校质量联合检测]某科技小组要测量某种电阻材料的电阻率,他们找来一根用该材料制成的粗细均匀的电阻丝,该电阻丝的阻值大约为10Ω.(1)首先用螺旋测微器测量该电阻丝的直径,示数如图甲所示,则该电阻丝的直径d =8.000mm.(2)他们又精确测量该电阻丝的阻值R x .除待测电阻丝外,实验室还提供了下列器材:电流表A 1(量程为0~1A ,内阻约为0.4Ω);电流表A 2(量程为0~10mA ,内阻为10Ω);定值电阻R 1(阻值为10Ω);定值电阻R 2(阻值为100Ω);定值电阻R 3(阻值为1000Ω);滑动变阻器R 4(最大阻值为5Ω,额定电流为3A );电源(电动势为12V ,内阻为0.5Ω).①因为实验室没有提供电压表,该实验小组用电流表A 2和定值电阻改装成所需要的电压表,定值电阻应选用R 3.(选填“R 1”“R 2”或“R 3”)②在图乙中将实验电路补充完整.(待测金属丝用“”表示)(3)用刻度尺测得电阻丝接入电路中的长度为10.10cm.(4)电流表A 1的示数用I 1表示,电流表A 2的示数用I 2表示,该小组通过调节滑动变阻器进行了多次测量,以I 1为纵轴,I 2为横轴,根据测量数据画出的图像如图丙所示,则所测电阻材料的电阻率约为 5.1×10-3Ω·m.(结果保留2位有效数字)解析(1)由题图甲可知,螺旋测微器的读数为8.000mm.(2)电流表A 2和定值电阻改装成的电压表的最大读数为U =10mA ×(10Ω+R ),定值电阻R 选用R 3时,改装后的电压表量程为0~10.1V ,略小于电源电动势,若选用R 1或R 2,改装后的量程会比电源电动势小很多,实验时不安全或测量范围偏小,故应选用R 3.②如图所示的连接方式可准确测量R x 两端的电压和通过R x 的电流.(4)由题意可知,I 2(R 3+A 2)=(I 1-I 2)R x ,又R x =Bπ(2)2,结合题图丙并代入数据解得ρ≈5.1×10-3Ω·m.2.[电压表差值法]在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V 1(量程为3V ,内阻r 1=3kΩ),电压表V 2(量程为5V ,内阻r 2=5kΩ),滑动变阻器R (额定电流为1.5A,最大阻值为100Ω),待测定值电阻R x,电源E(电动势为6.0V,内阻不计),开关S,导线若干.回答下列问题:(1)实验中滑动变阻器应采用分压(选填“限流”或“分压”)式接法;(2)将如图甲所示的虚线框中的电路原理图补充完整;图甲图乙(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在图乙给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2-U1图像;测量次数12345U1/V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00U2/V 1.61 2.41 3.21 4.02 4.82(4)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值R x= 1.82×103Ω(结果保留3位有效数字);(5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻R y(阻值约为700Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在图丙的虚线框内画出你改进的电路图.图丙答案(1)分压(2)如图1所示(3)如图2所示(4)1.82×103(5)如图3所示图1图2解析(1)由于各电压表的电阻值比较大,为了让待测电阻分得较大电压,滑动变阻器要选择分压式接法.(2)完整的电路图如图1所示.(3)根据表中的实验数据绘制的U2-U1图像如图2所示.(4)根据实验电路图,有R x=2-111,变形得U2=+11U1,则图线的斜率为k=+11,又根据U2-U1图像可得斜率k=.82-.61.00-.00=1.605,则有1.605=+11,代入r1=3kΩ,解得R x=1.82×103Ω.(5)因待测电阻R y(阻值约为700Ω)的阻值较小,若仍与电压表V1串联,则R y所分得的电压过小,不利于测量,故可使待测电阻R y与已测出阻值的R x串联,使其替代R x接入图1电路,此时R x+R y分得的总电压较大,可得出较准确的R x+R y值,故改进后的电路图如图3所示.方法2半偏法测电表内阻电流半偏法电压半偏法电路图实验步骤(1)先断开S2,再闭合S1,将R1由最大阻值逐渐调小,使电流表读数等于其量程I m;(2)保持R1不变,闭合S2,将电阻箱R2由最大阻值逐渐调小,当电流表读数等于12I m时记录下R2的值,则R A=R2(1)将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1的滑动触头,使电压表读数等于其量程U m;(2)保持R1的滑动触头不动,调节R2,当电压表读数等于12U m时记录下R2的值,则R V=R2实验原理当闭合S2时,因为R1≫R A,故总电流变化极小,认为不变(仍为I m),电流表读数为I2,则R2中的电流为I2,所以R A=R2R V≫R1,R2接入电路时可认为电压表和R2两端的总电压不变,仍为U m,当电压表读数为U2时,R2两端电压也为U2,则二者的电阻相等,即R V=R2误差分析(1)测量值偏小:R A测=R2<R A真.(2)原因分析:当闭合S2时,总电阻(1)测量值偏大:R V测=R2>R V真.(2)原因分析:当R2的阻值由零减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R 2的电流比电流表所在支路的电流大,R 2的电阻比电流表的内阻小,而我们把R 2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小.(3)减小误差的方法:选电动势较大的电源E ,选最大阻值非常大的滑动变阻器R 1,满足R 1≫R A 逐渐增大时,R 2与电压表两端的总电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于12U m 时,R 2两端的电压将大于12U m ,使R 2>R V ,从而造成R V 的测量值偏大.显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的内阻.(3)减小误差的方法:选电动势较大的电源E ,选最大阻值较小的滑动变阻器R 1,满足R 1≪R V 3.[测电流表内阻/2023海南]用如图甲所示的电路测量一个量程为100μA 、内阻约为2000Ω的微安表头的内阻,所用电源的电动势约为12V ,有两个电阻箱可选,R 1(0~9999.9Ω),R 2(0~99999.9Ω)图甲(1)R M 应选R 1,R N 应选R 2;(2)根据电路图甲,请把实物图乙连线补充完整;图乙(3)下列操作顺序合理排列是:①③②④;①将滑动变阻器滑片P 移至最左端,将R N 调至最大值;②闭合开关S 2,调节R M ,使微安表半偏,并读出R M 的阻值;③断开S 2,闭合S 1,调节滑片P 至某位置再调节R N 使表头满偏;④断开S 1、S 2,拆除导线,整理好器材(4)如图丙是R M 调节后的面板,则待测表头的内阻为1998.0Ω,该测量值小于(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.(5)将该微安表改装成量程为2V的电压表后,某次测量指针指在图丁所示位置,则待测电压为 1.28V.图丁(6)某次半偏法测量表头内阻的实验中,S2断开,电表满偏时读出R N的值,在滑片P不变的情况下,S2闭合后调节电阻箱R M,使电表半偏时读出R M,若认为O、P间电压不变,则微安表内阻为(用R M、R N表示).-解析(1)根据半偏法的测量原理可知,闭合开关S2之后,要求通过R N的电流应基本不变,就需要R N较大,对下方分压电路影响甚微,故R M应选R1,R N应选R2.(2)按实验原理图依次连接实物电路,如图所示.(3)闭合开关S1前,需要调节滑动变阻器滑片,使测量电路短路,即滑片P移至最左端,然后断开S2、闭合S1,调节滑片P使微安表达到满偏,接着闭合S2,保证滑片P不动,调节R M,使微安表半偏,最后断开所有开关,拆除导线,整理器材.故正确的操作顺序是①③②④.(4)根据半偏法的测量原理可知,读出的R M即微安表的内阻,则由图丙可知微安表的内阻为1998.0Ω.闭合S2后,相当于R M由无穷大变成有限值,R M的阻值变小,流过R N的电流大于原来的电流,则流过R M的电流大于A2,故R M的阻值小于R A.(5)按读数规则,微安表的示数为64μA,按换算关系2V100μA=64μA可知待测电压U x为1.28V.(6)根据题意可得I A(R A+R N)=(A2+A2A)R N+A2·R A,得R A=-.[测电压表内阻]某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为50Ω),滑动变阻器R 2(最大阻值为5kΩ),直流电源E (电动势为3V ),开关1个,导线若干.实验步骤如下:①按电路原理图甲连接实验器材;②将电阻箱阻值调为零,将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置,闭合开关S ;③调节滑动变阻器滑片,使电压表满偏;④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱的阻值,使电压表的示数为2.00V ,记下电阻箱的阻值.回答下列问题:(1)实验中应选择滑动变阻器R 1(选填“R 1”或“R 2”).(2)根据图甲所示电路将图乙中的实物连线.图乙(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为2520Ω(结果保留到个位).〗(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满偏电流为D (填正确答案标号).A.100μAB.250μAC.500μAD.1mA答案(2)如图所示解析(1)本实验测电压表的内阻,实验中电压表示数变化不大,则接入电阻箱后电路的总电阻变化不大,故需要滑动变阻器的最大阻值较小,故选R 1可减小实验误差.(2)滑动变阻器为分压式接法,实物图连线如图所示.(3)电压表和电阻箱串联,它们各自两端的电压分别为2.00V 和0.50V ,则R V =4R =2520Ω.(4)电压表的满偏电流I g =V =.52520A ≈1mA ,故D 正确.方法3等效替代法测电阻等效替代法测电阻是借助电阻箱、单刀双掷开关、电压表或电流表等测电阻的一种方法,利用电阻箱与待测电阻对电路产生相同的阻碍效果,进行等效替代.电流等效替代电压等效替代电路图步骤(1)按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R 0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P 置于a 端.(2)闭合开关S 1、S 2,调节滑片P ,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数I .(3)断开开关S 2,再闭合开关S 3,保持滑片P 的位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I .(4)此时电阻箱连入电路的阻值R 0与未知电阻R x 的阻值相等,即R x =R 0(1)按如图所示电路图连好电路,并将电阻箱R 0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P 置于a 端.(2)闭合开关S 1、S 2,调节滑片P ,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数U .(3)断开开关S 2,再闭合开关S 3,保持滑片P 的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U .(4)此时电阻箱连入电路的阻值R 0与未知电阻R x 的阻值相等,即R x =R 04.[电压等效替代法]如图所示的实验电路可以用来测量电阻,可供选用的实验器材如下:A.待测电阻R x (阻值约为55Ω)B.定值电阻R 0(阻值为16Ω)C.电压表V 1(0~3V ,内阻很大,可看成理想电压表)D.电压表V 2(0~15V ,内阻很大,可看成理想电压表)E.滑动变阻器R 1(0~5Ω,2A )F.滑动变阻器R 2(0~50Ω,2A )G.蓄电池(电动势为4.0V ,内阻忽略不计)H.开关、导线等(1)要完成本实验且较准确地进行测量,电压表应该选用C ,滑动变阻器应该选用F .(填器材前面的字母)(2)实验步骤如下:①按照电路图连接实验器材,断开开关S0,单刀双掷开关S空置,把滑动变阻器的触头滑到最左端;②闭合S0,将单刀双掷开关掷于“1”,调节滑动变阻器触头,使电压表读数为2.8V;③将单刀双掷开关掷于“2”,不再滑动(选填“向左滑动”“向右滑动”或“不再滑动”)滑动变阻器触头,观察并记录电压表读数为1.6V.(3)根据实验数据,被测电阻的测量值R x=56Ω.(4)由于蓄电池内阻r的存在,R x的测量值将等于真实值(选填“大于”“小于”或“等于”).解析(1)由于电源电动势为4.0V,0~15V量程的电压表量程太大,因此选用量程为0~3V的电压表;最大阻值为5Ω的滑动变阻器R1会使被测电阻两端的电压超过3V,因此不能选用,只能选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器R2.(2)根据实验原理,滑动变阻器接入电路的阻值是不能改变的,否则就不能解出R x的值.(3)根据闭合电路的欧姆定律可知,闭合开关S0,单刀双掷开关掷于“1”位置时,有=-,得=37;单刀双掷开关掷于“2”位置时,有00=-0,得0=23,联立解得R x=56Ω.(4)蓄电池的内电阻r与滑动变阻器连入电路的电阻可当作一个整体,则r的存在不影响R x的值.[电流等效替代法/2021浙江6月]小李在实验室测量一电阻R x的阻值.(1)因电表内阻未知,用如图甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接.正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置.单刀双掷开关K掷到“1”,电压表的读数U1=1.65V,电流表的示数如图乙所示,其读数I1=0.34A;将K掷到“2”,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75V,I2=0.33A.由此可知应采用电流表外(选填“内”或“外”)接法.(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其他方法进行实验:①器材与连线如图丙所示,请在图丁的虚线框内画出对应的电路图;②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表的示数,再将单刀双掷开关掷到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图丙所示,则待测电阻R x=5Ω.此方法有(选填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是电阻箱的分度值与待测电阻比较接近(合理即可).图丁解析(1)由题图乙可知,电流表使用的是0~0.6A的量程,分度值为0.02A,估读到与分度值相同位,故读数为I1=0.34A.两次测量中,电压测量值的绝对误差ΔU=U2-U1=1.75V-1.65V=0.10V,电流测量值的绝对误差ΔI=I1-I2=0.34A-0.33A=0.01A,电压测量值的相对误差Δ1=0.101.65=0.061,电流测量值的相对误差Δ2=0.010.33=0.033,可见电流测量值的相对误差小于电压测量值的相对误差,为了减小系统误差,应采用电流表外接法.(2)②由题可知,使两次电流表的示数尽量相同,则两次电路的总电阻接近相等,可知待测电阻的阻值近似等于电阻箱的阻值,由题图丙可知电阻箱的读数为5Ω,则R x=5Ω.此方法有明显的实验误差,因为电阻箱的分度值为1Ω,与待测电阻(约5Ω)比较接近,在调节电阻箱的阻值时,很可能无法使电流表的读数与前一次完全相同,即电阻箱的阻值很可能无法调节到和待测电阻相同.方法4电桥法测电阻操作:如图甲所示,实验中调节电阻箱R3,使灵敏电流计G的示数为0.图甲图乙原理:当I G=0时,有U AB=0,则1=3,2=;电路可以等效为如图乙所示.根据欧姆定律有11=22,而13=2,由以上两式解得R1R x=R2R3或12=3,这就是电桥平衡的条件,由该平衡条件可求出待测电阻R x的阻值.。
2013年高考物理模拟新题精选分类解析 第3期 专题13 电学实验 Word版含答案
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.(浙江省名校新高考研究联盟2013届第一次联考)某同学要测定一电源的电动势E 和内电阻r ,实验器材有:一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I 表示),一只电阻箱(阻值用R 表示),一只开关和导线若干。
该同学设计了如图所示的电路进行实验和采集数据。
(1)该同学设计实验的原理表达式是=E (用r 、I 、R 表示); (2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱调到 (填“最大值”、“最小值”或“任意值”),实验过程中,将电阻箱调至如图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为 Ω;(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I—R 图像,则由图像可求得,该电源的电动势=E V ,内阻=r Ω。
(结果均保留两位有效数字)解析:根据闭合电路欧姆定律,该同学设计实验的原理表达式是=E I (R+r )。
根据实验的安全性原则,在闭合开关之前,应先将电阻箱调到最大值。
根据电阻箱读数规则,电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω+1×10Ω=21Ω;由=E I (R+r )可得电源图甲 图乙 图丙电流传感器1I =1E R+1E r 。
1I —R 图像斜率等于1E ,E=6.3V ,图象在纵轴截距等于1Er ,r=2.5Ω.2. (2013年浙江五校联考)如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。
在开关闭合后,发现小灯泡不亮。
现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。
为了检测小灯泡、开关以及3根导线:①在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表 的 挡,进行检查;②在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用 电表的 挡,进行检查;③在开关闭合情况下,若测得3、4两点间的电压接近电源的电动势,则表明 。
第14题图3. (2013年浙江五校联考)某实验小组要测量一个用电器L 的额定功率(额定电压为10V 、额定功率在12W ~15W 之间),测量电路的部分导线已经接好(如图所示)。
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2013高考高频实验模拟新题精选训练11 电阻和电阻率的测量1.(18分)(2013广东汕头市期末)(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,为了安全、准确、方便地完成实验:①除电源(电动势为4V,内阻很小)、电压表V(量程3V,内阻约3kΩ),待测电阻丝(约3Ω)、导线、开关外,电流表应选用,滑动变阻器应选用(选填下列器材的字母符号).A.电流表A1(量程600mA,内阻约1Ω)电流表A2(量程3A,内阻约0.02Ω)B.滑动变阻器R1(总阻值10Ω)滑动变阻器R2(总阻值100Ω)②若用右图所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的金属丝_______点相连(选填“a”或“b”).若某次测量中,金属丝的长度为L,直径为D,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的.物理量(D、L、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ=2(2013广东东莞市期末)①某实验小组在“测定金属电阻率” 的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如第34题图4所示,则它们的读数值依次是__________mm、___________A、__________V。
②已知实验中所用的电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,则本实验电路应当采用第34题图5中的_____________(填A或B),用此电路测量的金属丝电阻比真实值偏_______________(选填“大”或“小”)。
③若已知实验所用的电流表内阻的准确值为R A,那么能准确测量金属丝电阻R x的电路应选上图中的______电路(填A或B)。
若此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻R x=______(用题中字母代号表示)。
若用米尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝直径为d,则该金属丝的电阻率ρ=____(用π、d、L、R x表示)。
用螺旋测微器测得金属丝直径为d,金属丝横截面积S=πd2/4,由电阻定律R x=ρL/S,则该金属丝的电阻率ρ=24xd RLπ。
3.(11分)(2013四川资阳一模)某实验小组利用提供的器材测量某种电阻丝(电阻约为20Ω)材料的电阻率。
他们首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。
可供选择的器材还有:电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干。
他们的实验操作步骤如下:A.用螺旋测微器在三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d;B.根据提供的器材,设计并连接好如图甲所示的电路;C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关S;D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的示值R和接入电路的电阻丝长度L;E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。
重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。
F.断开开关,拆除电路并整理好器材。
(1)小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示,则这次直径的测量值d=______________mm;(2)实验中电流表应选择_________(选填“A1”或“A2”);(3)小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率 =__________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
4.(12分)(2013吉林市期末质检)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为;___________mm(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.某小组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:图2由以上数据可知,他们测量R x 是采用图2中的_________图;(3)图3是测量Rx 的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P 置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏;(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U 、I 坐标系,如图4所示,请根据实验记录数据描绘出U ─I 图线,由图线得到金属丝的阻值R x =___________Ω (保留两位有效数字);(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)。
A .1×10-2Ω⋅mB .1×10-3Ω⋅mC .1×10-6Ω⋅mD .1×10-8Ω⋅m答案.(12分)(1)(0.395~0.399)(2分)(2)甲(2分)(3)如答图3(2分)5.(10分) (2013深圳市南山区期末)在“用伏安法测定一条金属丝(总电阻约10Ω)电阻率”的实验中。
①某同学用螺旋测微器测得金属丝直径d如图甲所示,可读得d = mm。
②他又把金属丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在金属丝上夹上一个小金属夹P,移动金属夹P的位置,从而改变接入电路中金属丝的长度。
把这样的装置接入实验电路中,如图乙所示。
但他连接线路时却出现了两处错误,请用“×”标在错误的导线上,再用笔画线代替导线给予改正。
③闭合开关前,滑动变阻器触头应移至(填“左”或“右”)端。
闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,以后通过多次改变P点的位置,得到多组U、I、L的数据,U/I即得到金属丝长L时对应的电阻R。
把这多组L和R的数据,绘成如图丙所示图线,则该图线斜率表示的物理意义是(要求用文字表述)。
④如果图线的斜率k=1Ω/m,则该金属丝电阻率 = 。
(保留二位有效数字)6.(8分)(2013北京海淀期末)某同学用电压表和电流表测量R x的电阻,已知电压表内阻约3kΩ,电流表内阻约1Ω。
(1)某同学用如图甲所示电路测量电阻R x,R x的测量值比真实值_______(选填“偏大”或“偏小”);若被测电阻R x的阻值约为10Ω,应采用图______(选填“甲”或“乙”)所示由路误差会比较小。
(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量,都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差。
某学习小组设计了以下方案,以避免电表内阻引起的系统误差。
该方案利用图丙所示的电路进行测量,主要实验步骤如下:第一步:将单刀双掷开关S2接2,闭合开关S1,调节滑动变阻器R p1和R p2,使电表读数接近满量程,但不超过量程,记录此时电压表和电流表的示数U1、I1①请你写出第二步操作步骤,并说明需要记录的数据;______________________________________________________________________②用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是R x=____________________。
③简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差。
____________________________________________________________________7.(11分)(2013唐山摸底)某电阻R的额定电压3V,阻值约为100Ω,为准确测量其阻值,提供实验器材如下:A.电源:电动势4V,内阻约1ΩB.电压表V1:0~3V,电阻约10kΩC.电压表V2:0~15V,电阻约50kΩD.电流表A1:0~30mA,电阻约10ΩE.电流表A2:0~0.6A,电阻约0.5ΩF.滑动变阻器R1:0~10Ω,额定电流1AG.滑动变阻器R2:0~100Ω,额定电流30mAH.电键、导线若干请按要求回答下列问题(1)为较准确测量电阻R的阻值,要求各电表指针能有较大的变化范围,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。
(填器材前面的序号)。
(2)在方框中画出实验电路图。
8. (5分)(2013河南三市联考)在“测金属的电阻率”的实验中,分别用游标卡尺和螺旋测微器测出用金属材料制成的一段圆柱体的长度和横截面的直径如图所示。
则该圆柱体的长度为______mm,横截面的直径为_________mm。
22.答案:49.15 4.699解析:根据游标卡尺读数规则,该圆柱体的长度为49mm+3×0.05mm=49.15mm,根据螺旋测微器读数规则,圆柱体横截面的直径为4.5mm+0.199mm=4.699mm。
9.(8分)(2013届江西省重点中学高三联考)某学习小组用伏安法测量一未知电阻R x的阻值,给定器材及规格为:电流表A(量程为0~5mA.内阻约为10Ω);电压表V (量程为0~3V.内阻约为3kΩ);最大阻值约为50Ω的滑动变阻器;电源E(电动势约3V);开关S、导线若干。
(l)由于不知道未知电阻的阻值范围,先采用如图电路试测,读得电压表示数大约为2.0V.电流表示数大约为4.0mA,则未知电阻阻值R x大约为Ω;(2)经分析,该电路测量误差较大,需要作改进。
请在方框内画出改进后的测量原理图;(3)用改进后的电路进行测量,其测量值(填“等于”、“小于”、“大于”)真实10.(11分)(2013安徽师大摸底)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω。
他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b 上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。
可供选择的器材还有:电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻约5 );电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);电阻箱R(0~999.9 );开关、导线若干。
小明的实验操作步骤如下:A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图甲所示的实验电路;C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏。