专题30测量电阻率实验备战2020高考物理2019届名校模拟好题分项版汇编教师版

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资源描述

11.(9分)(2019广东惠州第一次调研)为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率,提供的器材有:A.电流表G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=6mAB.电压表V,量程为0~6V,内阻约为1000ΩC.螺旋测微器,毫米刻度尺D.电阻箱R0(0~99.99Ω)E.滑动变阻器R(最大阻值为5Ω)F.电池组E(电动势为6V,内阻约为0.05Ω)G.一个开关S和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用______挡(填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲所示其读数为Ω;(2)把电流表G与电阻箱并联,改装成量程为0~0.6A的电流表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=________Ω(保留3位有效数字);(3)改装好的电流表用符号“○A”表示,内阻RA已知,用该电流表和所提供的实验器材较准确测量电阻丝Rx的阻值,请在图乙中画出实验电路图;(4)测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为D,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,读出电压表和电流表的示数,测得金属丝的电阻为Rx。写出计算电阻率的表达式ρ=____________(L、D、Rx表示)。【实验攻略】(1)测量电阻一般采用伏安法,测量电阻率需要应用电阻定律。(2)电表改装。电流表并联电阻可扩大量程,电流表并联等于内阻1/n倍的电阻,可使电流表量程扩大到2原来的n+1倍。电流表串联电阻可改装成电压表,电压表串联等于n倍内阻的电阻,可使电压表量程扩大到原来的n+1倍。(3)电路设计。若待测电阻较小,为减小测量误差,一般采用电流表外接电路;若待测电阻较大,为减小测量误差,一般采用电流表内接电路。若电流表内阻已知,无论待测电阻大小,都可采用电流表内接电路。【参考答案】23.(9分)(1)×1(1分),14或者14.0(1分)(2)1.21Ω;(1.20—1.22Ω均正确)(2分)(3)图见答案。(3分)(得分点:全部画正确得3分。分步得分点:采用分压电路得2分,采用内接正确得1分)(4)(2分)【命题意图】本题考查电阻率测量、多用电表读数、电表改装、电路设计、电阻定律及其相关知识点。(4)测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为D,由电阻定律,Rx=ρLS,电阻丝的横截面积S=24D,联立解得计算电阻率的表达式ρ=24xRDL。2.(5分)(2018年11月浙江选考物理)为了比较精确地测定阻值未知的定值电阻Rx,小明设计了如图1所示的电路。(1)实验时,闭合开关S,滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不变,将c点先后与a、b点连接,发现电3压表示数变化较大,电流表示数基本不变,则测量时应将c点接________(选填“a点”或“b点”),按此连接测量,测量结果___________(选填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真实值。(2)根据实验测得的6组数据,在图2中描点,作出了2条图线。你认为正确的是_____(选填“○1”或“○2”),并由图线求出电阻Rx=________Ω。(保留两位有效数字)【参考答案】(1)a小于(2)②7.5【命题意图】本题考查伏安法测量电阻实验、电路选择、图象法处理实验数据。(2)根据欧姆定律,I=U/R,所以正确的图线是②,由图线求出电阻Rx=U/I=3/0.4Ω=7.5Ω。3.(9分)(2018高考全国理综III)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(R0=20.0Ω);V可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,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;4(2)将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S1;(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表V的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表V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:12345U1/V0.250.300.360.400.44U2/V0.861.031.221.361.4921UU3.443.433.393.403.39(6)利用上述5次测量所得21UU的平均值,求得Rx=__________Ω。(保留1位小数)【参考答案】(1)电路如图。(3分)(4)(21UU-1)R0(3分)(5)48.2(3分)5【命题意图】本题主要考查电阻测量、欧姆定律、电路连接研及其相关的知识点。5次测量所得21UU的平均值,15(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=(21UU-1)R0=(3.41-1)×20.0Ω=48.2Ω。4.(2018高考天津理综)某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10kΩ),除了Rx,开关S、导线外,还有下列器材供选用:A.电压表(量程0~1V,内阻约为10kΩ)B.电压表(量程0~10V,内阻约为100kΩ)C.电流表(0~1mA内阻约为30Ω)D.电流表(0~0.6A,内阻约为0.05Ω)E.电源(电动势1.5V,额定电流0.5A,内阻不计)F.电源(电动势12V,额定电流2A,内阻不计)G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)①为使测量尽量准确,电压表选用_________,电流表选用______________,电源选用______________。(均填器材的字母代号);②画出测量Rx阻值的实验电路图。③该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会______________其真实值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是____________________________。【参考答案】①BCF②测量Rx阻值的实验电路图如图。③大于电压表的读数大于待测电阻两端实际电压(其他正确表述也可)6③由于电流表的分压,导致电压测量值偏大,而电流准确,根据Rx=U/I可知测量值偏大;【点睛】滑动变阻器的分压和限流接法的区别和选用原则:区别:(1)限流接法线路结构简单,耗能少;(2)分压接法电压调整范围大,可以从0到路端电压之间连续调节;选用原则:(1)优先限流接法,因为它电路结构简单,耗能较少;(2)下列情况之一者,须采用分压接法:①当测量电路的电阻远大于滑动变阻器阻值,采用限流法不能满足要求时(本题就是该例子);②当实验要求多测几组数据(电压变化范围大),或要求电压从零开始调节;③电源电动势比电压表量程大得多,限流法滑动变阻器调到最大仍超过电压表量程时。电流表内接和外接的选用:当RxRA时,宜采用内接法,即大电阻用内接法;当RxRV时,宜采用外接法,即小电阻用外接法;可记忆为“大内,小外”。5、(2019湖南湘东六校联考)要精确测定额定电压为2V的小灯泡正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为500Ω。实验室提供的器材有:A.被测小灯泡B.蓄电池E(电动势为10V,内阻很小)C.开关S一个7D.滑动变阻器R(0~20Ω)E.电流表A1(量程为6mA,内阻r1约为30Ω)F.电流表A2(量程为3mA,内阻r2=15Ω)G.定值电阻R1=985ΩH.定值电阻R2=2985ΩI.电压表V(量程为15V,内阻Rv约为2kΩ)(1)要完成实验已选择的器材有A、B、C、D,还需要选择器材:。(2)请在下面方框中画出完成实验的电路(3)测量小灯泡电阻的表达式为Rx=,表达式中除各电阻外其物理量的意义是:。【参考答案】(1)E、F、G(2)(3)21212IIrRI)(,I1:电流表A1的示数,I2:电流表A2的示数【命题意图】本题考查小灯泡正常工作的电阻实验、电表改装、电路设计、欧姆定律及其相关知识点。【解题思路】(1)要精确测定额定电压为2V的小灯泡正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时的电阻大约为500Ω,通过小灯泡的电流大约为4mA,测量电流可以采用量程为6mA,内阻r1约为30Ω的电流表A1;测量电压可以将电流表A2(量程为3mA,内阻r2=15Ω)串联一个定值电阻R1=985Ω改装成量程为3V的电压表。因此要完成实验已选择的器材有A、B、C、D,还需要选择器材:电流表A1(代号E),电流表A2(代号F),定值电阻R1=985Ω(代号G).8(2)由于滑动变阻器R阻值范围只有0~20Ω,所以实验电路设计成滑动变阻器分压接法。【方法归纳】测量电阻的原理一般是利用欧姆定律。6.(2019金考卷)(9分)在电子线路制作中常用到覆铜板,覆铜板是将补强材料(加入橡胶中可以显著提高其力学性能的材料)浸以树脂,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料,称为覆铜箔层压板,它是做印制电路板的基本材料,常叫基材。小明同学是电子制作爱好者,他想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度。于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m,并利用下列器材完成了这个实验:A.电源E(电动势为6V,内阻不计);B.取待测长方形覆铜板一块,将两个粗铜条A、B平行压置在覆铜板的两端,与覆铜板接触良好,用作电极,如此就制成了待测电阻R(阻值约为2Ω);C.滑动变阻器R1(总阻值约为10Ω);D.定值电阻R2(电阻值R2=6Ω);E.毫米刻度尺和游标卡尺;F.电压表V(量程为6V,内阻很大);G.电流表A(量程为0.6A,内阻约为5Ω);H.开关K,导线若干。(1)请在图甲的实物图中完成实物连线,要求实验测量精度高。(2)小明在接通电路之前,先用游标卡尺测得覆铜板宽度d如图乙所示,则游标卡尺的读数为mm。(3)小明用毫米刻度尺测两电极A、B间的距离L=1.0010m。9(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请完成作图。若所得图线的斜率用k表示,则导电铜膜的电阻R=(用k及题中所给字母表示),根据实验数据及I-U图线求出导电铜膜的电阻R=Ω(计算结果保留两位有效数字)。(5)计算导电膜厚度h的值为mm(计算结果保留两位有效数字)。【参考答案】:(1)如图所示(2)8.02(4)如图所示1k-R22.3(5)9.5×10-4【命题意图】本题考查电阻率测量实验,意在考查考生电路设计与连接、图像法处理实验数据能力。(4)过尽可能多的点连接成直线。由I=2URR可知,I—U图像的斜率k=21RR,解得导电铜膜的电阻R=1k-R2.。I—U图像的斜率k=0.5/4.15,R=1k-R2=8.3Ω-6Ω=2.3Ω。(5)由电阻定律,R=ρdhL,解得导电膜厚度h的值为9.5×10-4mm.7(2019河北衡水)(10分)用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200Ω),实验室提供如下器材:电源E:电动势3V,内阻忽略不计;电流表A1:量程0~15mA,内阻约为100Ω;电流表A2:量程0~300μA,内阻为1000Ω;电压表V:量程15V,内阻约15kΩ;10滑动变阻器R1:阻值范围0~20Ω;定值电阻R2:阻值为9000Ω;开关S、导线若干。(1)(2分)在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值,选择的电表为(填写器材代号)。(2)(4分)在图甲虚线框中画出完整测量Rx阻值的电路图,并在图中标明器材代号。(3)(4分)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图乙所示,可读出电流表A1的示数是mA,电流表A2的示数是μA。【参考答案】【命题意图】本题考查伏安法测电阻实验、电路设计、电流表读数及其相关知识点。【解题思路】【解题思路】(1)由于电压表量程15V,远大于电源电压,不能采用。待测电阻Rx的阻值约为200Ω,电源电压3V,通过的最大电流大约为15mA,可以选择量程0~15mA电流表A1测量电流,选择量程0~300μA,内阻为1000Ω的电流表A2串联阻值为9000Ω的定值电阻R2,作为电压表测量电压;在实验中要求尽可能准确地测量Rx的阻值,选择的电表为A1和A2。(2)为了多测几组数据,设计成滑动变阻器分压接法。由于电流表A1的内阻较大,约为100Ω,采用电流表外

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