【导与练】（浙江专用）高考物理大一轮总复习 第七章 第4课时 实验一 探究导体电阻与其影响因素的定量关系知能达标训练(1).doc

第4课时实验一:探究导体电阻与其影响因素的定量关系1.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中,由=d2u4il可知,对实验结果的准确性影响最大的是(a)a.导线直径d的测量b.电压u的测量c.电流i的测量d.导线长度的测量解析:四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响,但影响最大的是直径d,因为在计算式中取直径的平方.2.在探究金属丝的电阻与金属丝长度的关系的实验中,某实验小组得到了如图所示的rl实验图线,则图线的斜率与导线的横截面积的乘积表示的物理量是.为了测量金属丝的电阻(阻值在510 之间),实验室提供了下列器材和电路图:a.电压表(03 v,内阻1 k)b.电压表(015 v,内阻5 k)c.电流表(00.6 a,内阻2 )d.电流表(03 a,内阻0.5 )e.滑动变阻器(10 ,0.2 a)f.滑动变阻器(50 ,0.6 a)g.直流电源(6 v,内阻不计)另有开关一个、导线若干.实验中电路图应选,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选.(只填器材的字母代号)解析:因为r=ls=sl,所以rl图线的斜率与导线的横截面积的乘积表示金属丝电阻率.为了正确作出rl图,电阻r应从较小值开始,因此在伏安法测电阻时要选择电流表外接,实验电路图选择(乙),由于电源的电动势为6 v,被测电阻的阻值5 以上,再综合考虑滑动变阻器的额定电流、电表的读数等,电压表选用a,电流表选用c,滑动变阻器选用f.答案:金属丝电阻率(乙)acf3.(2013年北京理综)某同学通过实验测定一个阻值约为5 的电阻rx的阻值.(1)现有电源(4 v,内阻可不计),滑动变阻器(050 ,额定电流2 a),开关和导线若干,以及下列电表.a.电流表(03 a,内阻约0.025 )b.电流表(00.6 a,内阻约0.125 )c.电压表(03 v,内阻约3 k)d.电压表(015 v,内阻约15 k)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选用(选填器材前的字母);实验电路应采用图(a)中的(选填“甲”或“乙”).(2)图(b)是测量rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图(b)中实物间的连线.(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片p的位置,并记录对应的电流表示数i、电压表示数u.某次电表示数如图(c)所示,可得该电阻的测量值rx=ui=(保留两位有效数字).(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是.(选填选项前的字母)a.电流表测量值小于流经rx的电流值b.电流表测量值大于流经rx的电流值c.电压表测量值小于rx两端的电压值d.电压表测量值大于rx两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片p从一端滑向另一端,随滑片p移动距离x的增加,被测电阻rx两端的电压u也随之增加,下列反映ux关系的示意图中正确的是.解析:(1)为了减小误差,应使电表读数为量程的1223,因电源电动势为4 v,故电压表应选c,因此通过被测电阻rx的最大电流im=35 a=0.6 a,故电流表应选b,本题测的是一个小电阻,即rvrrra,所以应采用电流表外接法,故采用图(a)中甲图.(2)电路连接如图所示.(3)由题图(c)中可读出电流表的读数为0.50 a,电压表的读数为2.6 v,故rx=ui=5.2 .(4)图(a)中甲图引起误差的原因主要是电压表的分流作用,即电流表的测量值大于流经rx的电流值,选项b正确.图(a)中乙图引起误差的原因主要是电流表的分压作用,即电压表的测量值大于rx两端的电压值,选项d正确.(5)因闭合开关前,滑动变阻器的滑片应处于最大阻值处,故将滑动变阻器滑片p从一端滑向另一端,随滑片p移动距离x的增加,电路中总阻值逐渐减小,电流逐渐增大,则被测电阻rx两端的电压u也随之增加.设滑动变阻器的总阻值为r,两端总长度为l则接入电路的阻值为r=rl(l-x),故被测电阻两端的电压u=rxerx+rl(l-x),故选项a正确.答案:(1)bc甲(2)见解析(3)5.2(4)bd(5)a4.如图所示是一些准备用来测量待测电阻rx阻值的实验器材,器材及其规格列表如下:器材规格待测电阻rx电源e电压表v1电压表v2电流表a滑动变阻器r开关s、导线若干阻值在900 1 000 之间具有一定内阻,电动势约9.0 v量程2.0 v,内阻r1=1 000 量程5.0 v,内阻r2=2 500 量程3.0 a,内阻r=0.10 最大阻值约100 ,额定电流0.5 a为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代替导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量rx阻值的电路.解析:通过待测电阻的最大电流im=9.0900 a=0.01 a=10 ma,故电流表a不能大角度偏转,故不能选电流表.可考虑用电压表测电流,v1的最大电流iv1=2.0v1 000=0.002 a=2 ma,v2的最大电流iv2=5.0v2 500=0.002 a=2 ma.若将v1与rx串联再与v2并联,则两支路电阻相差不大,两电压表指针偏角比较接近,且能够大角度偏转.要求调节滑动变阻器能使电表读数有明显的变化,应采用滑动变阻器的分压式接法.答案:连线如图5.(2013浙江杭州一模)某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化.这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图所示的电路研究某长薄板电阻rx的压阻效应,已知rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:a.电源e(3 v,内阻约为1 )b.电流表a1(0.6 a,内阻r1=5 )c.电流表a2(0.6 a,内阻r2约为1 )d.开关s,定值电阻r0(1)为了比较准确测量电阻rx,请完成虚线框内电路图的设计.(2)在电阻rx上加一个竖直向下的力f(设竖直向下为正方向),闭合开关s,记下电表读数,a1读数为i1,a2读数为i2,得rx=(用字母表示).(3)改变力的大小,得到不同的rx值.然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的rx值.最后绘成图像如图所示.除观察到电阻rx的阻值随压力f增大而均匀减小外,还可得到的结论是.当f竖直向下时可得rx与所受压力f的数值关系是rx=.解析:(1)由于rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,故用内阻已知的电流表a1作为电压表使用,由于a2内阻为近似值,故电流表a2应连在干路上,即可测出电阻rx的阻值.电路设计如图所示.(2)由并联电路规律可得:i1r1=(i2-i1)rx,解得rx=i1r1i2-i1.(3)从图像可以看出压力方向改变,其阻值不变,其阻值与压力关系为一次函数.由图像可知,rx=16-2f.答案:(1)见解析(2)i1r1i2-i1(3)压力反向,阻值不变16-2f6.(2012春晖中学检测)某兴趣小组在做“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻rx约为5 ,为了使测量结果尽量准确,从实验室找到以下供选择的器材:a.电池组(3 v,内阻1 )b.电流表a1(03 a,内阻0.0125 )c.电流表a2(00.6 a,内阻0.125 )d.电压表v1(03 v,内阻4 k)e.电压表v2(015 v,内阻15 k)f.滑动变阻器r1(020 ,允许最大电流1 a)g.滑动变阻器r2(02 000 ,允许最大电流0.3 a)h.开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用(填写器材前字母代号).(2)电流表、电压表、待测电阻rx在组成测量电路测电阻时,应采用电流表接法,将设计的电路图画在下面方框内.(3)若用l表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为r,请写出计算金属丝电阻率的表达式=.解析:(1)由于电源电动势为3 v,则电压表选d;由i=er+r可知电路中最大电流约为0.5 a,则电流表选c;滑动变阻器采用限流接法,故电阻不能太大,选f,所以本实验所选器材为acdfh.(2)由于rvrxrxra,故电流表采用外接法;设计的电路如图所示. (4)由r=ls及s=(d2)2可解得:=rd24l.答案:(1)acdfh(2)外电路图见解析(3)rd24l7.(2011年浙江理综)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,为了探究3根材料未知,横截面积均为s=0.20 mm2的金属丝a、b、c的电阻率,采用如图所示的实验电路.m为金属丝c的左端点,o为金属丝a的右端点,p是金属丝上可移动的接触点.在实验过程中,电流表读数始终为i=1.25 a,电压表读数u随op间距离x的变化如下表:x/mm6007008009001 0001 2001 4001 6001 8002 0002 1002 2002 3002 400u/v3.954.505.105.906.506.656.826.937.027.157.858.509.059.75(1)绘出电压表读数u随op间距离x变化的图线;(2)求出金属丝的电阻率,并进行比较.解析:(1)描点连线如图所示.(2)由题意r=ui由电阻定律r=ls联立解得:=uisl.代入数据a=(6.50-3.95)0.2010-61.25(100-60)10-2 m=1.0210-6 mb=(7.15-6.50)0.2010-61.25(200-100)10-2 m=1.0410-7 mc=(9.75-7.15)0.2010-61.25(240-200)10-2 m=1.0410-6 m通过计算可知,金属丝a与c电阻率基本相同,远大于金属丝b的电阻率,电阻率允许范围a:0.9610-6 m1.1010-6 mb:8.510-8 m1.1010-7 mc:0.9610-6 m1.1010-6 m.答案:见解析8.某同学要测量一段电阻约为200 的均匀新材料制成的圆柱体的电阻率.步骤如下:(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为 mm;(2)用毫米刻度尺测量其直径为4.70 mm;(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻r,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻r电流表a1(量程04 ma,内阻约50 )电流表a2(量程010 ma,内阻约30 )电压表v1(量程03 v,内阻约10 k)电压表v2(量程015 v,内阻约25 k)直流电源e(电动势4 v,内阻不计)滑动变阻器r1(阻值范围015 ,允许通过的最大电流2.0 a)滑动变阻器r2(阻值范围02 k,允许通过的最大电流0.5 a)开关s、导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.(4)若该同学测量得到的r测量值为220 ,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为= m.(保留2位有效数