2018版高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 实验7 测定金属丝的电阻率模拟 新人教版选修3-1

实验7 测定金属丝的电阻率1(2016·浙江卷)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3k的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1的电流表。采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5。(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_a(填a或b)、导线连接_d(填c或d)。(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为_4.5(4.44.7)。U/N0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选_B_(填选项)。A连接a，连接cB连接a，连接dC连接b，连接cD连接b，连接d答案(2)如图所示解析(1)因电压表的内阻远大于电阻R1的阻值，故电流表应外接，导线连接a，因题述要求采用分压电路接线，故导线连接d。(2)由实验数据用作图法求得R1的阻值为R14.5。(3)根据电阻定律R，由题给条件知R2R14.5，因电压表的内阻仍远大于电阻R2的阻值，测电阻R2阻值的最优连接方式应是导线连接a，导线连接d，故选项B正确。2(2016·江苏卷)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系。已知该金属电阻在常温下的阻值约10 ，R随t的升高而增大。实验电路如图所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，和电流表的相应示数I1，I2，。然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，。(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用_A_。A量程0100 mA，内阻约2B量程00.6 A，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9 调节至10.0，需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”，正确的操作顺序是_(或)_。将旋钮a由“0”旋转至“1”将旋钮b由“9”旋转至“0”将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表：温度t/()20.040.060.080.0100.0阻值R/()9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出Rt图象。由图线求得R随t的变化关系为R_0.04t8.8(0.04t8.60.04t9.0都算对)_。答案(3)如图所示解析(1)电路中的最大电流可能为IA150mA，因此选用A。(2)要将电阻箱的电阻值由9.9调为10.0，应先将a旋钮由“0”旋转至“1”，再将c由“9”旋转至“0”，再将b由“9”旋转至“0”，因此顺序为。(3)由作出的图线可知，电阻R与时间t的关系为R8.8t()8.80.04t()3(2015·重庆理综)同学们测量某电阻丝的电阻Rx，所用电流表的内阻与Rx相当，电压表可视为理想电压表。(1)若使用如图甲所示电路图进行实验，要使得Rx的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的_c_点(选填“b”或“c”)。(2)测得电阻丝的U­I图如图乙所示，则Rx为_4.1(4.04.2)_(保留两位有效数字)。(3)实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如图丙所示。由图可知当风速增加时，Rx会_减小_(选填“增大”或“减小”)。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器RW的滑片向_M_端调节(选填“M”或“N”)。(4)为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图丁所示的电路。其中R为两只阻值相同的电阻，Rx为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，为待接入的理想电压表。如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“”端和“”端应分别连接到电路中的_b_点和_d_点(在“a”“b”“c”“d”中选填)。解析(1)电流表有较大的内阻，选择内接法会使电阻的测量值偏大，而电压表为理想电压表，故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差，故选c。(2)由部分电路的欧姆定律R知UI图象的斜率代表电阻，求得Rx4.1 。(3)由图丙知风速增大后，代表电阻的纵坐标数值在减小；Rx减小，导致总电阻减小，总电流增大，使得并联部分的电压减小，故向M端滑动使得并联部分的电压重新增大为10 V。(4)当风速为零时，电压表的示数也为零，电路的b和d两点构成电桥，满足UadUab；而下端的Rx减小后Uad>Uab有d<b，故电压表的正接线柱接在b点，负接线柱接在d点。4(2017·山东省烟台一中模拟)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1.7×108·m，再利用图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。可供使用的器材有：电流表：量程0.6A，内阻约0.2；电压表：量程3V，内阻约9k；滑动变阻器R1：最大阻值5；滑动变阻器R2：最大阻值20；定值电阻：R03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_R2(填“R1”或“R2”)，闭合开关S前应将滑片移至_a端(填“a”或“b”)。(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接。(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_2.30(2.29、2.31均正确)_V。(4)导线实际长度为_94(93、95均正确)_m(保留2位有效数字)。答案(2)如下图所示解析本题考查了伏安法测电阻和电阻定律的应用。解题的关键是正确求出导线电阻。(1)滑动变阻器采用的是限流式接法，电流表的量程为0.50A，所以变阻器最小阻值为R10，故选R2。闭合开关前应将滑片移至a端防止烧坏用电器。(2)根据电路图正确画出实物图。(3)电压表的量程为3V，据此读数为2.30V。(4)导线电阻为RxR01.6，由电阻定律Rx，可得导线的实际长度为lm94m。5(2016·江苏省启东中学模拟)某同学通过实验测量一种合金的电阻率。(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧如图1所示的部件_B_(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。从图中的示数可读出合金丝的直径为_0.410_mm。(2)如图2所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中_7、9_(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了_断路_(选填“短路”或“断路”)。(3)在电路故障被排除后，调节滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7。为了更准确地测出合金丝的阻值，在不更换实验器材的条件下，对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。答案(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值)解析本题考查电阻率的测量及电路故障的分析。解题的关键是弄清各用电器的连接方式及实验的原理。(1)螺旋测微器读数为41.0×0.01mm0.410mm。(2)电压表和电流表都有示数，说明它们都连接在电源上，而各表的示数变化不大说明线路中电阻很大，故电路中的7、9间出现断路现象。(3)电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。(或测量多组电流和电压值，用图象法和电阻值)6(2017·广东揭阳一中、潮州金中联考)在“测金属丝的电阻率”实验中，提供以下实验器材：待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、毫米刻度尺；电压表V(量程3V，内阻约5k)、电流表A(量程0.6A，内阻RA1.0)；电源E(电动势约3V)、滑动变阻器、开关及导线若干。某同学进行了如下操作：(1)用毫米刻度尺测金属丝的长度L；用螺旋测微器测金属丝的直径d。(2)按照实验设计的电路原理图(图甲)进行实物连接，请在图乙中连线。(3)进行了相应测量，利用电压表和电流表的读数画出了如图丙所示的UI图象，由此得到金属丝电阻R_4_。(4)根据_(用R、d、L及有关常数表示)，即可计算该金属丝的电阻率。答案(2)如图所示解析(3)由图示图象可知，金属丝阻值RRA1.04；(4)R，解得。