高考物理100考点最新模拟题电学实验精选训练专题01 测量电阻率实验 原卷版.docx
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高考物理100考点最新模拟题电学实验精选训练专题01 测量电阻率实验 原卷版.docx
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高考物理100考点最新模拟题电学实验精选训练专题01测量电阻率实验原卷版
1.(9分)(2016江西南昌市一模)某学生用如图a所示电路测金属导线的电阻率,可供使用的器材有:
被测金属导线ab,电阻约10Ω,,导线允许流过的最大电流0.8A,稳恒电源E,电源输出电压恒为E=12V,电压表V,量程为3V,内阻约5kΩ,保护电阻:
R1=l0Ω,R2=30Ω,R3=200Ω。
刻度尺、螺旋测微器,开关S,导线若干等。
实验时的主要步骤如下:
①用刻度尺量出导线ab的长度l,用螺旋测微器测出导线的直径d。
②按如图a所示电路将实验所需器材用导线连接好。
③闭合开关S,移动接线触片P,测出aP长度x,读出电压表的示数U。
④描点作出U-x曲线求出金属导线的电阻率ρ。
完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径d,其示数如图b所示,该金属导线的直径d=____mm.
(2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小,保护电阻R应选__,
(3)根据多次实验测出的ap长度x和对应每次实验读出的电压表的示数u给出的u-x图线如图c所示,其中图线的斜率为k,则金属导线的电阻率ρ=。
(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理量字母表示)
2.(12分)(2016安徽合肥一模)为了精密测量一金属丝的电阻率:
(1)(6分)如图甲所示,先用多用表×1Ω挡粗测其电阻为Ω,然后用螺旋测微器测其直径为mm,游标卡尺测其长度为cm。
(2)(6分)为了减小实验误差,需进一步测其电阻,除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ;量程l5V,内阻约为75kΩ)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω;量程3A,内阻约为0.2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
D.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
E.1.5V的干电池两节,内阻不计
F.电阻箱
G.开关S,导线若干
为了测多组实验数据,则上述器材中的滑动变阻器应选用(填“R1”或“R2”)。
请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图乙的连线。
3.(10分)(2016黑龙江牡丹江模拟)
某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率ρ.
(1)(2分)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量其长度和直径,如图所示,则其长度L=______mm,直径d=______mm.
(2)(8分)该同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻.他将红黑表笔分别插入“+”、“-”插孔中,将选择开关置于“×l”档位置,然后将红、黑表笔短接调零,此后测阻值时发现指针偏转角度较小,如图甲所示.试问:
①为减小读数误差,该同学应将选择开关置于“______”档位置.
②再将红、黑表笔短接,此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处,如图乙所示,那么他该调节______直至指针指在“0Ω”处再继续实验,结果看到指针指在如图丙所示位置.
③现要进一步精确测量其阻值,实验室提供了下列可选用的器材:
A.灵敏电流计G(量程200μA,内阻为300Ω)
B.电流表
(量程3A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻约3kΩ)
D.电压表V2(量程l5V,内阻约5kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F.最大阻值为99.99Ω的电阻箱R2
以及电源E(电动势4V,内阻可忽略)、电键、导线若干
为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大,除电源、电键、导线以外还应选择的最恰当器材(只需填器材前面的字母)有______.请在下面的方框中画出你设计的电路图
4.(9分)(2016福建质检)国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。
某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。
实验器材还有:
电源(电动势约为3V,内阻可忽略),电压表V1(量程为3V,内阻很大),电压表V2(量程为3V,内阻很大),定值电阻R1(阻值4kΩ),定值电阻R2(阻值2kΩ),电阻箱R(最大阻值9999Ω),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
F.断开S,整理好器材。
(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d= mm。
(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为:
Rx=(用R1、R2、R表示)。
(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的R﹣
关系图象。
自来水的电阻率ρ= Ω·m(保留两位有效数字)。
(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
5.要测量一段阻值大约为5Ω的均匀金属丝的电阻率,除刻度尺、螺旋测微器、电源E(电动势为3V、内阻约为0.5Ω)、最大阻值为20Ω的滑动变阻器R、开关一只、导线若干外,还有电流表和电压表各两只供选择:
A1(量程1A、内阻约为1Ω)、A2(量程0.6A、内阻约为2Ω)、V1(量程3.0V、内阻约为1000Ω)、V2(量程15V、内阻约为3000Ω)。
图12 图13
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图12所示,则金属丝的直径为________mm。
(2)为了使测量有尽可能高的精度,电流表应选________,电压表应________。
(3)实验电路已经画出了一部分,如图13所示,但尚未完整,请将该电路完整地连接好(Rx表示待测电阻)。
(4)若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ=________。
6.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径d时的刻度如图25所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5Ω,用伏安法测出金属丝的电阻R,然后由ρ=R
算出该金属丝的电阻率。
图25
(1)从图25中可以读出该金属丝的直径d=________mm。
(2)为了测量该金属丝的电阻,实验小组取来两节干电池,如图26所示,将金属丝拉直后两端固定在带有刻度的绝缘底座两端的接线柱上,底座的中间有一个可沿金属丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱,按下P时,触头才与金属丝接触,触头的位置可以从刻度尺上读出。
实验采用的电路原理图如图27所示。
请根据该原理图,用笔画线代替导线将实物图28连接成实验电路。
图26 图27
图28图29
(3)闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,多次改变P的位置,得到几组U、I、L的数据,用R=
计算出相应的电阻值后作出L-R图线如图29所示。
取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR,若金属丝直径为d,则该金属丝的电阻率ρ=________。
7. (2014·山东理综,22)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。
该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,再利用图10甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。
图10
可供使用的器材有:
电流表:
量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:
量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值20Ω;
定值电阻:
R0=3Ω;
电源:
电动势6V,内阻可不计;
开关、导线若干。
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(填“a”或“b”)。
(2)在实物图11中,已正确连接了部分导线,请根据图10甲电路完成剩余部分的连接。
图11
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V。
(4)导线实际长度为________m(保留两位有效数字)。
8.在“测金属丝电阻率”实验中:
(1)测长度时,金属丝的起点、终点位置如图13(a)所示,则长度为________cm;
(2)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图(b),则直径为________mm;
(3)用多用电表“×100”欧姆挡估测其电阻,示数如图(c),则阻值为________Ω;
(4)用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA的电流挡测量电流时,指针位于图(d)位置,则所测电流为________mA;当选用的量程为250mA的电流挡测量电流时,指针仍位于图(d)位置,则所测电流为____mA;
(5)当选用量程为10V的直流电压挡测量电压时,表针也位于图(d)位置,则所测电压为________V;若选用量程为50V的直流电压挡测量电压时,表针位于图(d)位置,则所测电压为________V。
图13
9.(18分)在测定某金属丝的电阻率的实验中。
(1)甲同学进行了如下操作:
①利用螺旋测微器测量金属丝的直径d如图11所示,则d=________mm。
②测量金属丝电阻Rx的电路图如图12所示,闭合电键S,先后将电压表右侧接线端P接a、b点时,电压表和电流表的示数如下表所示。
图11 图12
U/V
I/A
接线端P接a
1.84
0.15
接线端P接b
2.40
0.15
该同学认真观察发现,在两次测量中,电流表的读数几乎不变,发生这种现象的原因是________________________________________________,比较合理且较准确的金属丝电阻Rx测=________Ω(结果保留两位有效数字),从系统误差的角度分析,Rx的测量值Rx测与其真实值Rx真相比较,有Rx测________Rx真(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)乙同学找来一恒压电源,按照如图13所示的电路先后将接线端P接到a处和b处,测得的相关数据如下表所示,该同学可利用该数据算出Rx的真实值为Rx=________Ω。
图13
U/V
I/A
接线端P接a
2.56
0.22
接线端P接b
3.00
0.20
10.(9分)(2016太原模拟)导电玻璃是制造LCD的主要材料之一。
为测量导电玻璃的电阻率,某小组间学选取长度L=25.00cm的圆柱体导电玻璃进行实验,主要步骤如下,完成下列填空
(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径,示数如图(a)所示,则直径d= mm
(2)然后用欧姆表粗测该导电玻璃的电阻R,发现其电阻约12.0
;
(3)为精确测量Rx的阻值,该小组设计了图〔b〕的实验电路.可供使用的主要器材有,
①图中电压表应选用 :
电流表应选用 ;滑动变阻器应选用 (填器材代号).
②该小组进行了如下操作
a.将滑动变阻器的滑片移到最右端,将S1拨到位置1,闭合S2,调节变阻器使电流表和电压表的示数尽可能大,稳定后读出电流表和电压表的示数分别为0.185A和2.59V;
b.将滑动变阻器的滑片移到最右端,将S1拨到位置2,调整滑动变阻器使电流表和电压表的示数尽可能大,稳定后读出电流表和电压表的示数分别为0.125A和2.65V:
c.将滑动变阻器的滑片移到最右端,断开S2。
可求得Rx=
。
(a)由以上实验可求得,该导电玻璃电阻率的值ρ=
.m
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