【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 第4講 實(shí)驗(yàn)（一）測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)

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1、第7章 第4講 一、選擇題 1．“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，以下操作中錯(cuò)誤的是(　　) A．用米尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng)三次，算出其平均值 B．用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑，算出其平均值 C．用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接線路，多次測(cè)量后算出平均值； D．實(shí)驗(yàn)中保持金屬絲的溫度不變 [答案]　AC [解析]　應(yīng)量出金屬絲接入電路中的有效長(zhǎng)度，而不是全長(zhǎng)；金屬絲的電阻很小，與電壓表內(nèi)阻相差很大，使金屬絲與電壓表并聯(lián)，電壓表對(duì)它分流作用很小，應(yīng)采用電流表外接法，故AC操作錯(cuò)誤． 二、非選擇題 2．(2020·湘潭)在測(cè)定金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，用螺

2、旋測(cè)微器測(cè)得金屬絲的直徑d＝________mm.如圖乙所示，用多用電表的“×1”歐姆擋，調(diào)零后測(cè)得金屬絲阻值R＝________Ω.若實(shí)驗(yàn)中測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則該金屬絲電阻率的表達(dá)式ρ＝________(用符號(hào)表示)． [答案]　0.730　8.0　 [解析]　用螺旋測(cè)微器讀出金屬絲的直徑d＝0.5mm＋23.0×0.01mm＝0.730mm，從多用電表中讀出電阻為8.0Ω，根據(jù)R＝ρ＝ρ，知ρ＝. 3．(2020·安徽馬鞍山質(zhì)檢)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)線中， (1)下面有四個(gè)電路圖，你在實(shí)驗(yàn)中采用的電路圖是：________. (2)在實(shí)驗(yàn)中得到的

3、小燈泡的U－I特性曲線是一條________線(填“直”或“曲”)，這表明小燈泡的電阻隨溫度升高而________(填“增大”、“減小”、“不變”)． [答案]　(1)D　(2)曲　增大 [解析]　(1)電流表應(yīng)外接，變阻器應(yīng)采用分壓電路，選D. (2)小燈泡的燈絲是金屬做的，金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，所以小燈泡的U－I特性曲線是一條曲線，這表明小燈泡的電阻隨溫度升高而增大． 4．(2020·廣東茂名高三模擬)用圖(a)中所給的實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)“12V　5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，其中電流表有3A,0.6A兩擋，內(nèi)阻可忽略，電壓表有15V,3V兩擋，內(nèi)阻很大，測(cè)量時(shí)要求燈泡

4、兩端的電壓可連續(xù)地從0V調(diào)到12V. (1)按要求在實(shí)物圖上連線； (2)測(cè)量時(shí)電流表的指針位置如圖(b)所示，其計(jì)數(shù)為________A. [答案]　(1)見解析中圖　(2)0.245A [解析]　對(duì)于“12V,5W”的小燈泡其額定電流大約是I＝5/12A<0.6A，故安培表的量程應(yīng)選0～0.6A，根據(jù)測(cè)量要求，電壓連續(xù)地從0V調(diào)到12V，應(yīng)接成分壓電路，又因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻可忽略，電壓表內(nèi)阻很大，對(duì)電路無影響，電流表內(nèi)接或外接都可以，故電路連接如圖所示．電流表讀數(shù)為0.245A. 5．在測(cè)定金屬絲的電阻率的實(shí)驗(yàn)中： (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖所示，該金

5、屬絲的直徑為________mm. (2)已知金屬絲的電阻約為10Ω，現(xiàn)備有下列器材供測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)選用，應(yīng)選用的器材有________(只填序號(hào))． A．量程是0.6A，內(nèi)阻是0.5Ω的電流表 B．量程是3A，內(nèi)阻是0.1Ω的電流表 C．量程是3V，內(nèi)阻是6kΩ的電壓表 D．量程是15V，內(nèi)阻是30kΩ的電壓表 E．阻值為0～1kΩ，額定電流為0.5A的滑動(dòng)變阻器 F．阻值為0～20Ω，額定電流為2A的滑動(dòng)變阻器 G．蓄電池6V H．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干 (3)畫出用伏安法測(cè)上述金屬絲電阻的電路． [答案]　(1)0.350　(2)A、C、F、G、H (3)畫電路時(shí)

6、，還要確定內(nèi)外接法：因RV/Rx＝6000/10＝600>Rx/RA＝20，所以應(yīng)選電流表外接法．如圖所示． [解析]　(1)0.350；(2)顯然G、H是唯一的必選器材． 選電流表：估算的最大電流Imax＝0.6A，選A；選電壓表：D項(xiàng)電壓表量程過大，由6V/15V＝1/2.5知，電壓表指針偏轉(zhuǎn)范圍0～1/2.5，不足1/3，誤差較大，C項(xiàng)電壓表雖量程小些，但我們可通過變阻器調(diào)控，使總電流在0.3A以下，這時(shí)A項(xiàng)電流表指針可接近半偏，可見應(yīng)選C. 選滑動(dòng)變阻器：由上述所選電壓表要求，滑動(dòng)變阻器必須采用分壓電路，應(yīng)選F項(xiàng)變阻器，顯然，0～1000Ω的變阻器阻值太大，變化不明顯，也不易

7、操作，既可能燒壞電表，也會(huì)損壞本身． 6．(2020·蘭州模擬)某同學(xué)測(cè)繪標(biāo)有“4.8V,0.3A”小電珠的電功率隨電壓變化的圖象，要使小電珠兩端電壓從0到4.8V連續(xù)變化，為了使測(cè)量盡可能地準(zhǔn)確，除了導(dǎo)線和開關(guān)外，可供選擇的儀器還有(　　) A．電流表：量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω B．電流表：量程0～3A，內(nèi)阻約為0.2Ω C．電壓表：量程0～6V，內(nèi)阻約為2kΩ D．電壓表：量程0～15V，內(nèi)阻約為4.5kΩ E．滑動(dòng)變阻器：阻值范圍0～20Ω，額定電流2A F．滑動(dòng)變阻器：阻值范圍0～2kΩ，額定電流0.5A G．電池組：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻約為1Ω (1)選用的器材代

8、號(hào)為________； (2)畫出電路圖； (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)描出P－U圖線，如圖所示，則小電珠在1.5V電壓下的電阻值R＝________Ω. [答案]　(1)ACEG　(2)如圖所示　(3)2.25 [解析]　(1)根據(jù)小電珠的額定電壓為4.8V，額定電流為0.3A，電流表選擇A，電壓表選擇C.由于使小電珠兩端電壓由0至4.8V連續(xù)變化，應(yīng)采用分壓電路，滑動(dòng)變阻器阻值不宜太大，應(yīng)選E； (2)小電珠正常發(fā)光時(shí)的電阻R＝＝Ω＝16Ω，R?RV，因此選用安培表外接電路，電路如圖所示； (3)由圖象可得小電珠在1.5V電壓時(shí)功率為1.0W，故此時(shí)小電珠的電阻為R＝＝0.25

9、Ω. 7．圖(甲)為某同學(xué)測(cè)定額定電壓為2.5V的小燈泡的I－U圖線的實(shí)驗(yàn)電路圖． (1)根據(jù)電路圖，將圖(乙)中的實(shí)物連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路． (2)開關(guān)S閉合之前，圖(乙)中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該置于________(選填“A端”、“B端”或“AB正中間”)． (3)已知小燈泡燈絲在27℃時(shí)電阻值約為1.5Ω，并且其電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比(熱力學(xué)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為T＝273K＋t)，根據(jù)圖(丙)畫出的小燈泡I－U特性曲線，估算該小燈泡以額定電壓工作時(shí)的溫度約為________℃(保留兩位有效數(shù)字)． [答案]　(1)見解析　(2)A端　(3)1.5×103

10、[解析]　(1)如圖 (2)S閉合之前，滑片應(yīng)置于A端． (3)由圖象知，當(dāng)U＝2.5V時(shí)，電流I≈0.28A. 電阻 R＝≈9Ω，由題知，電阻值與燈絲的熱力學(xué)溫度成正比，故有：＝ 解得T＝1800K.∴t≈1.5×103℃. 8．(2020·九江質(zhì)檢)現(xiàn)有兩個(gè)電阻元件，其中一個(gè)是由金屬材料制成的，它的電阻隨溫度的升高而增大，而另一個(gè)是由某種半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減?。F(xiàn)對(duì)其中一個(gè)元件R0進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得通過其中的電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示： I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20 U/V 0.40

11、 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件R0可能是由上述________材料制成的，并簡(jiǎn)要說明理由． (2)把元件R0接入如圖所示的電路中， 閉合開關(guān)后，電流表讀數(shù)為1.80A.已知電路中電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)．此時(shí)定值電阻R的電功率________W. (3)請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中作出I－U圖線．為了求出通過該元件R0的電流I與電壓U間的具體關(guān)系式，請(qǐng)你適當(dāng)選取坐標(biāo)軸，將表中有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)計(jì)算，在圖乙中作出線性圖線，并求出I和U之間的具體關(guān)系式． [答案]　(1)見解析　(2)3.24　(3)I＝1.25U

12、2 [解析]　(1)半導(dǎo)體　隨著電壓增大，即元件R0的發(fā)熱功率增大，對(duì)應(yīng)電壓與電流的比值減小，即電阻值減小，符合半導(dǎo)體材料的性質(zhì)； (2)由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電源為1.8A時(shí)，U0＝1.2V，定值電阻兩端的電壓UR＝U－U0＝1.8V，則定值電阻消耗的功率P＝URI＝3.24W； (3)I－U圖線如圖(a)所示　根據(jù)I－U圖的形狀可以猜想I與U2成線性關(guān)系，如圖(b)所示，從圖(b)可得直線的斜率為1.25，所以I＝1.25U2. 9．(2020·淄博)在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈泡上標(biāo)有“3V,1.5W”的字樣．測(cè)量小燈泡兩端的電壓和小燈泡的電流時(shí)，備有如下器材：

13、 A．直流電源3V(內(nèi)阻可不計(jì)) B．直流電流表0～3A(電阻約0.1Ω) C．直流電流表0～600mA(內(nèi)阻約0.5Ω) D．直流電壓表0～3V(內(nèi)阻約3kΩ) E．直流電壓表0～15V(內(nèi)阻約200kΩ) F．滑動(dòng)變阻器10Ω、1A G．滑動(dòng)變阻器1kΩ、300mA ①除開關(guān)、導(dǎo)線外，為了完成該實(shí)驗(yàn)，需要從上述器材中選用的器材有________(用序號(hào)字母表示)； ②若某同學(xué)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f、g和h連接的電路如圖所示，電路中所有元器件都完好，且電壓表和電流表已調(diào)零，閉合開關(guān)后，若電壓表的示數(shù)為零，電流表的示數(shù)為0.3A，小燈泡亮，則斷路的導(dǎo)線為________

14、； 若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小燈泡的亮度雖發(fā)生變化，但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為零，則斷路的導(dǎo)線為________． ③下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在方格紙上作出該小燈泡的伏安特性曲線． U/V I/A 0 0 0.5 0.17 1.0 0.30 1.5 0.39 2.0 0.45 2.5 0.49 　　　 ④試估算當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.2V時(shí)，該燈泡的實(shí)際功率為________W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)． [答案]?、貯CDF?、趆，g　③如圖?、?.0～1.1 10．(2020·湖北調(diào)研)某同學(xué)要測(cè)量一均勻新

15、材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下： (1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲，由圖可知其長(zhǎng)度為________mm； (2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙，由圖可知其直徑為________mm； (3)用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤的示數(shù)如圖，則該電阻的阻值約為________Ω； (4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下： 待測(cè)圓柱體電阻R 電流表A1(量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω) 電流表A2(量程0～10mA，內(nèi)阻約30Ω) 電壓表V1(量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ) 電壓表V2(量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ) 直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)) 滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A) 滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A) 開關(guān)S 導(dǎo)線若干 為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出測(cè)量的電路圖，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)． (5)若該同學(xué)用伏安法跟用多用電表測(cè)量得到的R測(cè)量值幾乎相等，由此可估算此圓柱體材料的電阻率約為ρ＝________Ω·m.(保留2位有效數(shù)字) [答案]　(1)50.15　(2)4.700　(3)220　 (4)如圖所示　(5)7.6×10－2