2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 實驗：測定金屬的電阻率

2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練訓(xùn)練：*實驗：測定金屬的電阻率*1冬春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近江河水位降低，漲潮時海水倒灌，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)計了一個檢測河水電阻率的實驗，他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖1所示，兩電極相距L0.314 m，其間充滿待測的河水，安裝前他用如圖2所示的游標(biāo)卡尺測量玻璃管的內(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 k的電壓表；量程300 A、內(nèi)阻約50 的電流表；最大阻值為1 k的滑動變阻器；電動勢E12 V、內(nèi)阻r6 的電池，開關(guān)一只以及導(dǎo)線若干圖4坐標(biāo)中包括坐標(biāo)為(0,0)的點在內(nèi)的8個點表示他測得的8組電流I、電壓U的值，根據(jù)以上材料完成以下問題(1)測量玻璃管的內(nèi)徑時，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)(2)玻璃管的內(nèi)徑d_mm.(3)圖5中的實物儀器有一部分已連線，將其他部分連接成能測出圖4數(shù)據(jù)的實物連接圖(4)河水的電阻率_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)2為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30 )，有以下器材可供選擇：電流表A1(量程為050 mA，內(nèi)阻約為10 )；電流表A2(量程為03 A，內(nèi)阻約為0.12 )；電壓表V1(量程為03 V，內(nèi)阻很大)；電壓表V2(量程為015 V，內(nèi)阻很大)；電源E(電動勢約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 )；定值電阻R(20 ，允許最大電流為1.0 A)；滑動變阻器R1(010 ，允許最大電流為2.0 A)；滑動變阻器R2(01 k，允許最大電流為0.5 A)；單刀單擲開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干根據(jù)以上器材設(shè)計電路，要求測量范圍盡可能大、測量精確度高(1)電流表應(yīng)選_，電壓表應(yīng)選_，滑動變阻器應(yīng)選_(填寫器材符號)(2)請在虛線框內(nèi)畫出測量電阻Rx阻值的實驗電路圖(并在電路圖中標(biāo)出所用元件的對應(yīng)符號)(3)若電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則待測電阻Rx的表達(dá)式為Rx_.3某實驗小組在“測定金屬絲的電阻率”的實驗過程中：(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)已知實驗中所用的滑動變阻器阻值范圍為010 ，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(不宜在長時間、大功率狀況下使用)，電源電動勢E4.5 V，內(nèi)阻較小，則A、B兩電路圖中，_(選填字母符號)電路為本次實驗應(yīng)當(dāng)采用的電路，但用此電路測量的金屬絲電阻會偏_(選填“大”或“小”)(3)若已知實驗所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA2.0 ，那么能準(zhǔn)確測量出金屬絲電阻Rx的電路應(yīng)是兩電路圖中的_(選填字母代號)，使用該電路實驗時，電流表示數(shù)為I、電壓表示數(shù)為U，則金屬絲電阻Rx_(用題中字母代號表示)4.測定一卷阻值約為30 的金屬漆包線的長度，實驗室提供下列器材：A電流表A：量程0.6 A，內(nèi)阻RA約為20 B電壓表V：量程15 V，內(nèi)阻RV約為4 kC學(xué)生電源E：可提供20 V直流電壓D滑動變阻器R1：阻值范圍010 E滑動變阻器R2：阻值范圍0500 F電鍵S及導(dǎo)線若干(1)為了較準(zhǔn)確地測量該漆包線的電阻，滑動變阻器應(yīng)選擇_(選填“R1”或“R2”)，并將圖1方框中的電路圖補(bǔ)畫完整(2)根據(jù)正確的電路圖進(jìn)行測量，某次實驗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_V，電流表的讀數(shù)I為_A.(3)已知這種漆包線金屬絲的直徑為d，材料的電阻率為，則這一卷漆包線的長度L_(用U、I、d、表示)5某同學(xué)描繪小燈泡的伏安特性曲線，實驗器材有：電壓表：量程為3 V，內(nèi)阻為3 k電流表：量程為0.6 A，內(nèi)阻約為2 定值電阻R0：阻值為1 k小燈泡L：額定電壓為3.8 V滑動變阻器R：阻值范圍為010 電池E：電動勢為6 V開關(guān)S，導(dǎo)線若干該同學(xué)按如圖甲所示的電路進(jìn)行實驗，通過正確實驗操作和讀數(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)0.0850.1550.2120.2350.2780.315電壓(V)0.170.601.201.502.102.70(1)當(dāng)電壓表示數(shù)為1.20 V時，小燈泡兩端的電壓為_V(保留三位有效數(shù)字)(2)在圖乙中畫出小燈泡的伏安特性曲線(3)若把這個小燈泡與電動勢為3 V、內(nèi)阻為10 的干電池連接成閉合電路，此時小燈泡的電阻為_，實際功率為_W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)6要測繪一個標(biāo)有“3V1.5 W”的小燈泡的伏安特性曲線，備有下列器材：A電壓表(量程3 V，內(nèi)阻約6 k)；B電壓表(量程15 V，內(nèi)阻約30 k)；C電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.5 )；D電流表(量程3 A，內(nèi)阻約0.1 )；E滑動變阻器(阻值范圍05 )；F滑動變阻器(阻值范圍0100 )；G直流電源(3 V，內(nèi)阻不計)；H開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)要求多次測量并使電壓表讀數(shù)從零開始連續(xù)可調(diào)，上述器材中電壓表應(yīng)選用_；電流表應(yīng)選用_；滑動變阻器應(yīng)選用_(以上均填寫器材前字母)(2)請將圖甲中的實物電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整(3)圖乙為某同學(xué)根據(jù)正確的實驗電路所測的幾組數(shù)據(jù)畫出的UI圖象，圖象是一條曲線而不是直線的原因是_；從圖象中可求得小燈泡電壓為1.8 V時小燈泡的實際功率為_ W.7要測量某種合金絲的電阻率(1)若合金絲長度為L，直徑為D，阻值為R，則其電阻率_.用螺旋測微器測合金絲的直徑如圖甲所示，讀數(shù)為_mm.(2)圖乙是測量合金絲阻值的原理圖，S2是單刀雙擲開關(guān)根據(jù)原理圖在圖丙中將實物圖補(bǔ)充完整(3)閉合S1，當(dāng)S2處于位置a時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U11.35 V，I10.30 A；當(dāng)S2處于位置b時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U20.92 V，I20.32 A根據(jù)以上測量數(shù)據(jù)判斷，當(dāng)S2處于位置_(選填“a”或“b”)時，測量相對準(zhǔn)確，測量值Rx_(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)8某實驗小組利用如圖(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(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT，其標(biāo)稱值(25 時的阻值)為900.0 ；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 )，滑動變阻器R1(最大阻值為1 000 )；電阻箱R2(阻值范圍0999.9 )；單刀開關(guān)S1，單刀雙擲開關(guān)S2.實驗時，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S1，記下此時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 .實驗得到的R2t數(shù)據(jù)見下表.t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問題：(1)在閉合S1前，圖(a)中R1的滑片應(yīng)移動到_(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，并作出R2t曲線；(3)由圖(b)可得到RT在25 80 范圍內(nèi)的溫度特性當(dāng)t44.0 時，可得RT_ ；(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_ ，則手心溫度為_ .9 圖甲是用來測量某電阻絲(阻值約二十歐姆)材料的電阻率的電路圖實驗中把電阻絲拉直后固定在接線柱a和b上，移動滑片改變接觸點P的位置，可改變接入電路中電阻絲的長度實驗可供選擇的器材還有：器材編號器材名稱規(guī)格與參數(shù)A電源E電動勢3.0 V，內(nèi)阻未知B電流表A1量程0 100 mA，內(nèi)阻約為5 C電流表A2量程00.6 A，內(nèi)阻約為0.2 D電阻箱R0999.9 E開關(guān)、導(dǎo)線若干實驗操作如下：a用螺旋測微器在電阻絲上三個不同的位置分別測量電阻絲的直徑d；b將選用的實驗器材，按照圖甲連接實驗電路；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P在電阻絲上某位置時，閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表滿偏，然后斷開開關(guān)，記錄電阻箱的阻值R和接入電路的電阻絲長度l；e改變接觸點P的位置，閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，使電流表再次滿偏；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度l；f斷開開關(guān)，整理好器材，進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)分析(1)某次測量電阻絲直徑d時，螺旋測微器示數(shù)如圖乙所示，d_ mm；(2)實驗中電流表應(yīng)選擇_(選填供選器材前的編號)；(3)用記錄的多組電阻箱的阻值R和對應(yīng)的接入電路中電阻絲長度l的數(shù)據(jù)，繪出了如圖丙所示的Rl關(guān)系圖線，圖線在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_(用R0、l0、d表示)；(4)本實驗中，電流表的內(nèi)阻對電阻率的測量結(jié)果_(選填“有”或“無”)影響，這是因為_10.一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R020.0 )；可視為理想電壓表；S1為單刀開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)；E為電源；R為滑動變阻器采用如下步驟完成實驗：(1)按照實驗原理線路圖(a)，將圖(b)中實物連線；(2)將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)?shù)奈恢?，閉合S1；(3)將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器滑動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2.(4)待測電阻阻值的表達(dá)式Rx_(用R0、U1、U2表示)(5)重復(fù)步驟(3)，得到如下數(shù)據(jù)：12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.493.443.433.393.403.39(6)利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx_ .(保留1位小數(shù))11為測繪一個標(biāo)有“4V2.4 W”的小電風(fēng)扇(線圈電阻恒定)的UI圖線，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，實驗室備有下列器材：A電池組(電動勢為4.5 V，內(nèi)阻約為1 )B電壓表(量程為06 V，內(nèi)阻約為4 k)C電流表A1(量程為00.6 A，內(nèi)阻約為0.2 )D電流表A2(量程為03 A，內(nèi)阻約為0.05 )E滑動變阻器R1(最大阻值20 ，額定電流1 A)F滑動變阻器R2(最大阻值1 750 ，額定電流0.3 A)G開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)實驗中所用的電流表應(yīng)選_(選填“C”或“D”)，滑動變阻器應(yīng)選 (選填“E”或“F”)(2)請用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖(圖甲)連接成符合這個實驗要求的電路(3)閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)大于0.5 V時電風(fēng)扇才開始轉(zhuǎn)動，小電風(fēng)扇的UI圖象如圖乙所示，則電風(fēng)扇的電阻為_，正常工作時的機(jī)械功率為_W.12.有一根細(xì)長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示此金屬材料重12 N，長約為30 cm，電阻約為10 .已知這種金屬的電阻率為，密度為0.因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量，請設(shè)計一個實驗方案，測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螺旋測微器C電流表(0600 mA,1.0 )D電流表(03 A,0.1 )E電壓表(03 V,6 k)F滑動變阻器(020 ，0.5 A)G滑動變阻器(010 k，2 A)H蓄電池(6 V,0.05 )I開關(guān)一個，帶夾子的導(dǎo)線若干(1)除待測金屬管線外，還應(yīng)選用的器材有_(只填器材前的字母)(2)在方框中畫出你所設(shè)計方案的實驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路(3)實驗中要測量的物理量有：_；計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為S0_.13太陽能電池板在有光照時，可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學(xué)器件某實驗小組根據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池板在沒有光照時(沒有儲存電能)的IU特性所用的器材包括：太陽能電池板，電源E，電流表A，電壓表V，滑動變阻器R，開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)為了達(dá)到上述目的，實驗電路應(yīng)選用圖甲中的_(選填“a”或“b”)(2)該實驗小組根據(jù)實驗得到的數(shù)據(jù)，描點繪出了如圖乙所示的IU圖象由圖乙可知，當(dāng)電壓小于2.00 V時，太陽能電池板的電阻_(選填“很大”或“很小”)；當(dāng)電壓為2.80 V時，太陽能電池板的電阻為_.(3)當(dāng)有光照射時，太陽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，分析該曲線可知，該太陽能電池板視為電源時的電動勢為_V；若把它與阻值為1 k的電阻連接構(gòu)成一個閉合電路，在該光照射情況下，該太陽能電池板的效率是_%.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)14小明在實驗室中發(fā)現(xiàn)一個外觀上像電阻的未知元件D，設(shè)計了如圖甲所示電路進(jìn)行實驗探究，請按要求回答問題：(1)小明按圖甲連接好電路，閉合開關(guān)S，將滑動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，則該過程中它的電阻值的變化情況可能是()A阻值一直為0B阻值先不變，后階段變小C阻值恒定且遠(yuǎn)大于R2D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的正極接高電勢時，其iu線如圖乙中OC所示，當(dāng)D的負(fù)極接高電勢時，其iu線如圖乙中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)計了用多用電表歐姆擋按圖丙對該元件進(jìn)行探究，圖丙中虛線框部分是其內(nèi)部等效電路，已知電源電動勢E9 V，電表滿偏電流Ig3 mA.實驗時小明先進(jìn)行歐姆調(diào)零，則調(diào)零后多用電表內(nèi)部總電阻為_；調(diào)零后按圖丙連接元件D進(jìn)行測量，若D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)，則此時測得元件D的阻值應(yīng)為_.參考答案1.(1)A(2)5.50(3)如圖(4)7.6 ·m2.(1)A1V1R1(2)如圖所示(3)R(20 也對)3.(1)0.999(0.9981.000)0.422.27(2.252.29)(2)A小(3)BRA4.(1)R1如圖(2)13.50.46(3)5.(1)1.60(2)如同(3)6.60.216.(1)ACE(2)實物圖如下(3)小燈泡的電阻會隨溫度的升高而增大0.727.(1)0.650(2)實物圖見下(3)b2.98.(1)b(2)如圖所示(3)450(4)620.033.09.(1)0.730(0.7280.732均可)(2)B(3)(4)無10.(1)實物連線如圖 (4)R0(6)48.211.(1)CE(2)如圖(3)2.51.512.(1)ABCEFHI(2)如圖所示(3)橫截面邊長a、管線長度L、管線兩端電壓U、通過管線的電流Ia213.(1)a(2)很大1 000(3)2.8064.3(64.164.5之間均可)14.(1)B(2)負(fù)(3)3 000(或3×103)6 000(或6×103)14 / 14