2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练24实验:测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线含解析.pdf
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1、实验:测定金属的电阻率 描绘小灯泡的伏安特性曲线实验:测定金属的电阻率 描绘小灯泡的伏安特性曲线 小题狂练 小题是基础 练小题 提分快 24 1.2019广东省汕头市潮南实验学校摸底测定一卷阻值约为30 的金属漆包线的长 度,实验室提供下列器材: A电流表A:量程 0.6 A,内阻 RA约为 20 B电压表V:量程 15 V,内阻 RV约为 4 k C学生电源 E:可提供 20 V直流电压 D滑动变阻器 R1:阻值范围 010 E滑动变阻器 R2:阻值范围 0500 F电键S及导线若干 (1)为了较准确地测量该漆包线的电阻, 滑动变阻器应选择_(选填 “R1” 或 “R2” ), 并将图 1
2、方框中的电路图补画完整 (2)根据正确的电路图进行测量, 某次实验中电压表与电流表的示数如图 2 和图 3 所示, 则电压表的读数 U 为_V,电流表的读数 I 为_A. (3)已知这种漆包线金属丝的直径为 d, 材料的电阻率为 , 则这一卷漆包线的长度 L _(用 U、I、d、 表示) 答案:(1)R1 电路图见解析 (2)13.5 0.46 (3)d 2U 4I 解析: (1)题目中给出的电源电压为 20 V,而给出的电压表量程为 15 V,为了便于控制,采用 滑动变阻器分压接法,故滑动变阻器选最大阻值较小的D;由于电流表的内阻与漆包线的阻 值相差不多,测量电路应用电流表外接法,电路图如图
3、所示;(2)电压表量程为 15 V,故最 小分度为 0.5 V,读数为 13.5 V,电流表量程为 0.6 A,最小分度为 0.02 A,则读数为 0.46 A;(3)由电阻公式可知:RL ,得漆包线的长度 L. U I L S L d 2 2 d2U 4I 22019河北省名校联盟一测冬春季节降水量少,广东沿海附近江河水位降低,涨 潮时海水倒灌,出现所谓的“咸湖”现象,因此沿海地区城市自来水的离子浓度增高,水质 受到影响,为了研究“咸湖”出现的规律,某同学设计了一个检测河水电阻率的实验,他在 一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如图 1 所示,两电极相距 L0.314 m, 其间充
4、满待测的河水, 安装前他用如图 2 所示的游标卡尺测量玻璃管的内径, 结果如图 3 所 示,他还选用了以下仪器:量程 15 V、内阻约 300 k的电压表;量程 300 A、内阻约 50 的电流表;最大阻值为 1 k的滑动变阻器;电动势 E12 V、内阻 r6 的电池,开 关一只以及导线若干图 4 坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的 8 个点表示他测得的 8 组电 流 I、电压 U 的值,根据以上材料完成以下问题 (1)测量玻璃管的内径时,应将图 2 中游标卡尺的 A、B、C 三部分中的_与玻璃 管内壁接触(填代号) (2)玻璃管的内径 d_mm. (3)图 5 中的实物仪器有一部分已连线,
5、将其他部分连接成能测出图 4 数据的实物连接 图 (4)河水的电阻率 _(结果保留两位有效数字) 答案:(1)A (2)5.50 (3)见解析 (4)7.6 m 解析 : (1)根据游标卡尺的使用方法可知,测量玻璃管内径时,应用题图 2 游标卡尺的 A 部分与玻璃管的内径接触(2)游标卡尺读数为 d5 mm100.05 mm5.50 mm.(3)在测量 水柱的电阻时,滑动变阻器应用分压式接法,由题给数据知水柱的电阻远大于电流表内阻, 所以电流表应用内接法, 实物连线图如图 1 所示 (4)在坐标图中画出 UI 图线如图 2 所示, 由 UI 图象可求出水柱电阻 R 1105 , 再根据 S及
6、R U I 8 80 106 d2 4 ,可解得 m7.6 m. L S d2R 4L 3.14 5.50 1032 1 105 4 0.314 32019江苏省苏州调研某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验过程中: (1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、 电压表的读数如图甲、 乙、 丙所示, 则它们的读数依次是_mm、_A、_ V. (2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为 010 ,电流表内阻约几欧,电压表内 阻约几十千欧,电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势 E4.5 V,内阻较小,则A、B两电路图中,_(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电
7、路,但用此电路测量的金属丝电阻会偏_(选填“大”或“小”) (3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值 RA2.0 ,那么能准确测量出金属丝电阻 Rx的电路应是两电路图中的_(选填字母代号), 使用该电路实验时, 电流表示数为 I、 电压表示数为 U,则金属丝电阻 Rx_(用题中字母代号表示) 答案:(1)0.999(0.9981.000) 0.42 2.27(2.252.29) (2)A 小 (3)B RA U I 解析 : (1)螺旋测微器固定部分为 0.5 mm,可动部分可估读为 49.90.01 mm,故读数为 : 0. 5 mm49.90.01 mm0.999 mm; 电流表量程为 0
8、.6 A, 则最小刻度为 0.02 A, 故读数为 0.42 A;电压表量程为 3 V,最小刻度为 0.1 V,故读数为 2.27 V(2)因电源不能在大功率 下长时间使用,则本实验中滑动变阻器应采用限流接法 ; 同时电压表内阻较大,由以上读数 可知, 待测电阻的阻值约为 5 , 故采用电流表外接法误差较小 ; 在实验中电压表示数准确, 但电流测量的是干路电流,故电流表示数偏大,则由欧姆定律得出的结果偏小所以选A电 路,此电路测量的金属丝电阻会偏小(3)因已知电流表内阻的准确值,则可以利用电流表 内接法准确求出待测电阻,故应选B电路;待测电阻及电流表的总电阻 R总 ,则待测电 U I 阻 Rx
9、R总RA RA. U I 42019四川省龙泉一中模拟要测量某种合金丝的电阻率 (1)若合金丝长度为 L,直径为 D,阻值为 R,则其电阻率 _.用螺旋测微器 测合金丝的直径如图甲所示,读数为_mm. (2)图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2是单刀双掷开关根据原理图在图丙中将实物 图补充完整 (3)闭合S1, 当S2处于位置 a 时, 电压表和电流表的示数分别为 U11.35 V, I10.30 A;当S2处于位置 b 时,电压表和电流表的示数分别为 U20.92 V,I20.32 A根据以上测 量数据判断, 当S2处于位置_(选填 “a” 或 “b” )时, 测量相对准确, 测量值 Rx _
10、(结果保留两位有效数字) 答案:(1) 0.650 (2)实物图见解析 (3)b 2.9 RD2 4L 解析:(1)合金丝电阻:R ,则电阻率:;由题图甲可知, L S L D 2 2 RD2 4L 其读数为:0.5 mm15.00.01 mm0.650 mm;(2)实物图如图所示;(3)根据| U U1 0.32,而0.07,可知,电压表变化较大,电流表内阻影响 1.350.92 1.35 I I1 0.320.30 0.30 较大,因此电流表必须外接,即S2处于位置 b,根据欧姆定律,则有:Rx 2.9 0.92 0.32 . 5 2019山西省忻州一中模拟要测绘一个标有 “3V 1.5
11、W” 的小灯泡的伏安特性曲 线,备有下列器材: A电压表(量程 3 V,内阻约 6 k); B电压表(量程 15 V,内阻约 30 k); C电流表(量程 0.6 A,内阻约 0.5 ); D电流表(量程 3 A,内阻约 0.1 ); E滑动变阻器(阻值范围 05 ); F滑动变阻器(阻值范围 0100 ); G直流电源(3 V,内阻不计); H开关、导线若干 (1)要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调,上述器材中电压表应选用 _;电流表应选用_;滑动变阻器应选用_(以上均填写 器材前字母) (2)请将图甲中的实物电路图用笔画线代替导线补充完整 (3)图乙为某同学根据正确的实验电路所测的
12、几组数据画出的 UI 图象, 图象是一条曲 线而不是直线的原因是_; 从图象中可求得小灯泡电压为1.8 V时小 灯泡的实际功率为_ W. 答案:(1)A C E (2)实物图连接见解析 (3)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大 0.72 解析 : (1)灯泡额定电压为 3 V, 故电压表应选择 3 V量程的A; 由 P 可知, I U I P U A0.5 A,故电流表应选择C;本实验要求电流从零开始调节,滑动变阻器应采用分压 1.5 3 接法,故滑动变阻器应选用最大阻值较小的E.(2)本实验采用滑动变阻器分压接法,同时因 灯泡内阻较小,故应选用电流表外接法;如图所示(3)灯泡电阻随温度的升高而
13、增大,因 此图象为曲线;当电压为 1.8 V时,电流为 0.4 A,则功率 PUI1.80.4 W0.72 W. 62019河北省承德二中模拟某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验器材有: 电压表:量程为 3 V,内阻为 3 k 电流表:量程为 0.6 A,内阻约为 2 定值电阻 R0:阻值为 1 k 小灯泡L:额定电压为 3.8 V 滑动变阻器 R:阻值范围为 010 电池 E:电动势为 6 V 开关S,导线若干 该同学按如图甲所示的电路进行实验, 通过正确实验操作和读数, 得到了几组电压表的 示数和电流表的示数,部分数据如下表: 电流(A)0.0850.1550.2120.2350.2780
14、.315 电压(V)0.170.601.201.502.102.70 (1)当电压表示数为 1.20 V时,小灯泡两端的电压为_V(保留三位有效数字) (2)在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线 (3)若把这个小灯泡与电动势为 3 V、内阻为 10 的干电池连接成闭合电路,此时小灯 泡的电阻为_,实际功率为_W(结果保留两位有效数字) 答案:(1)1.60 (2)见解析 (3)6.6 0.21 解析:(1)由题图甲可知,电压表与定值电阻串联后并联接在灯泡两端,则灯泡的实际 电压为电压表两端电压与定值电阻两端电压之和,则可知 U1(RVR0)(31) V UV RV 1.20 3 1.60 V;(2
15、)根据表中数据利用描点法可得出对应的 IU 图象,如图所示;(3)若把这个 小灯泡与电动势为 3 V、内阻为 10 的干电池连接成闭合电路,电池的路端电压与灯泡两 端的电压相等,作出电源的伏安特性曲线,则两图线的交点表示灯泡的工作点,由图可知, 灯泡的电压为 1.18 V,电流为 0.18 A;由欧姆定律可知,灯泡内阻 RL 6.6 U I 1.18 0.18 ,灯泡的功率 PUI1.180.18 W0.21 W. 课时测评 综合提能力 课时练 赢高分 24 1.2018全国卷一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx的阻值,图 中 R0为标准定值电阻(R020.0 );可视为理想电压
16、表 ;S1为单刀开关,S2为单刀双掷 开关;E 为电源;R 为滑动变阻器采用如下步骤完成实验: (1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线; (2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1; (3)将开关S2掷于 1 端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数 U1; 然后将S2掷于 2 端,记下此时电压表的示数 U2. (4)待测电阻阻值的表达式 Rx_(用 R0、U1、U2表示) (5)重复步骤(3),得到如下数据: 12345 U1/V0.250.300.360.400.44 U2/V0.861.031.221.361.49 U2 U1 3.443.433.393.
17、403.39 (6)利用上述 5 次测量所得的平均值,求得 Rx_ .(保留 1 位小数) U2 U1 答案:(1)实物连线如图 (4)R0 (6)48.2 ( U2 U11) 解析:(1)根据原理图,沿电流的流向依次连接 先将 E、R、S1连接起来,组成闭合回路 将 R0、Rx与 R 连接起来 将、S2与 Rx连接起来 (4)由于为理想电压表,故S2接 1、或接 2 时流过 R0、Rx的电流相等 根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得 U1 R0 U2 R0Rx 解得 RxR0 ( U2 U11) (6)将各次的代入 RxR0得 U2 U1( U2 U11) Rx148.8 Rx248.6
18、Rx347.8 Rx448.0 Rx547.8 然后求平均值,即 Rx48.2 . Rx1Rx2Rx3Rx4Rx5 5 22018全国卷某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在 25 80 范围内某 热敏电阻的温度特性所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻 RT,其标称 值(25 时的阻值)为 900.0 ; 电源 E(6 V,内阻可忽略); 电压表 (量程 150 mV); 定值电 阻 R0(阻值 20.0 ),滑动变阻器 R1(最大阻值为 1 000 ); 电阻箱 R2(阻值范围 0999.9 );单刀开关S1,单刀双掷开关S2. 实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温
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