【高考复习】2020版高考物理 全程复习课后练习24 测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线（含答案解析）.doc

2020版高考物理 全程复习课后练习24 测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线测定一卷阻值约为30 的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：A电流表A：量程0.6 A，内阻RA约为20 B电压表V：量程15 V，内阻RV约为4 kC学生电源E：可提供20 V直流电压D滑动变阻器R1：阻值范围010 E滑动变阻器R2：阻值范围0500 F电键S及导线若干(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择_(选填“R1”或“R2”)，并将图1方框中的电路图补画完整(2)根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图2和图3所示，则电压表的读数U为_V，电流表的读数I为_A.(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为，则这一卷漆包线的长度L=_(用U、I、d、表示)某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验器材有：电压表：量程为3 V，内阻为3 k电流表：量程为0.6 A，内阻约为2 定值电阻R0：阻值为1 k小灯泡L：额定电压为3.8 V滑动变阻器R：阻值范围为010 电池E：电动势为6 V开关S，导线若干该同学按如图甲所示的电路进行实验，通过正确实验操作和读数，得到了几组电压表的示数和电流表的示数，部分数据如下表：(1)当电压表示数为1.20 V时，小灯泡两端的电压为_V(保留三位有效数字)(2)在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 的干电池连接成闭合电路，此时小灯泡的电阻为_，实际功率为_W.(结果保留两位有效数字)太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的IU特性所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的_(选填“a”或“b”)(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的IU图象由图乙可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池板的电阻_(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池板的电阻为_.(3)当有光照射时，太阳能电池板可视为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该太阳能电池板视为电源时的电动势为_V；若把它与阻值为1 k的电阻连接构成一个闭合电路，在该光照射情况下，该太阳能电池板的效率是_%.(结果保留三位有效数字)某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验过程中：(1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是_mm、_A、_ V.(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ，电流表内阻约几欧，电压表内阻约几十千欧，电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E=4.5 V，内阻较小，则A、B两电路图中，_(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电路，但用此电路测量的金属丝电阻会偏_(选填“大”或“小”)(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0 ，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是两电路图中的_(选填字母代号)，使用该电路实验时，电流表示数为I、电压表示数为U，则金属丝电阻Rx=_(用题中字母代号表示)要测量某种合金丝的电阻率(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率=_.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为_mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关根据原理图在图丙中将实物图补充完整(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1=1.35 V，I1=0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2=0.92 V，I2=0.32 A根据以上测量数据判断，当S2处于位置_(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx=_(结果保留两位有效数字)某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25 80 范围内某热敏电阻的温度特性所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(25 时的阻值)为900.0 ；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 )，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 )；电阻箱R2(阻值范围0999.9 )；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0 .将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 .实验得到的R2t数据见下表.回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到_(填“a”或“b”)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2t曲线；(3)由图(b)可得到RT在25 80 范围内的温度特性当t=44.0 时，可得RT=_ ；(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为_ ，则手心温度为_ .为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 )，有以下器材可供选择：电流表A1(量程为050 mA，内阻约为10 )；电流表A2(量程为03 A，内阻约为0.12 )；电压表V1(量程为03 V，内阻很大)；电压表V2(量程为015 V，内阻很大)；电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 )；定值电阻R(20 ，允许最大电流为1.0 A)；滑动变阻器R1(010 ，允许最大电流为2.0 A)；滑动变阻器R2(01 k，允许最大电流为0.5 A)；单刀单掷开关S一个，导线若干根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、测量精确度高(1)电流表应选_，电压表应选_，滑动变阻器应选_(填写器材符号)(2)请在虚线框内画出测量电阻Rx阻值的实验电路图(并在电路图中标出所用元件的对应符号)(3)若电压表示数为U，电流表示数为I，则待测电阻Rx的表达式为Rx=_.为测绘一个标有“4V2.4 W”的小电风扇(线圈电阻恒定)的UI图线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4 V，并便于操作，实验室备有下列器材：A电池组(电动势为4.5 V，内阻约为1 )B电压表(量程为06 V，内阻约为4 k)C电流表A1(量程为00.6 A，内阻约为0.2 )D电流表A2(量程为03 A，内阻约为0.05 )E滑动变阻器R1(最大阻值20 ，额定电流1 A)F滑动变阻器R2(最大阻值1 750 ，额定电流0.3 A)G开关和导线若干(1)实验中所用的电流表应选_(选填“C”或“D”)，滑动变阻器应选 (选填“E”或“F”)(2)请用笔画线代替导线将实物图(图甲)连接成符合这个实验要求的电路(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数大于0.5 V时电风扇才开始转动，小电风扇的UI图象如图乙所示，则电风扇的电阻为_，正常工作时的机械功率为_W.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=20.0 )；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；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；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表的示数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：(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx=_ .(保留1位小数)要测绘一个标有“3V1.5 W”的小灯泡的伏安特性曲线，备有下列器材：A电压表(量程3 V，内阻约6 k)；B电压表(量程15 V，内阻约30 k)；C电流表(量程0.6 A，内阻约0.5 )；D电流表(量程3 A，内阻约0.1 )；E滑动变阻器(阻值范围05 )；F滑动变阻器(阻值范围0100 )；G直流电源(3 V，内阻不计)；H开关、导线若干(1)要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调，上述器材中电压表应选用_；电流表应选用_；滑动变阻器应选用_(以上均填写器材前字母)(2)请将图甲中的实物电路图用笔画线代替导线补充完整(3)图乙为某同学根据正确的实验电路所测的几组数据画出的UI图象，图象是一条曲线而不是直线的原因是_；从图象中可求得小灯泡电压为1.8 V时小灯泡的实际功率为_ W.答案解析答案为：(1)R1，电路图见解析；(2)13.5，0.46；(3)解析：(1)题目中给出的电源电压为20 V，而给出的电压表量程为15 V，为了便于控制，采用滑动变阻器分压接法，故滑动变阻器选最大阻值较小的D；由于电流表的内阻与漆包线的阻值相差不多，测量电路应用电流表外接法，电路图如图所示；(2)电压表量程为15 V，故最小分度为0.5 V，读数为13.5 V，电流表量程为0.6 A，最小分度为0.02 A，则读数为0.46 A；(3)由电阻公式可知：RL=，得漆包线的长度L=.答案为：(1)1.60；(2)见解析；(3)6.6，0.21；解析：(1)由题图甲可知，电压表与定值电阻串联后并联接在灯泡两端，则灯泡的实际电压为电压表两端电压与定值电阻两端电压之和，则可知U1=(RVR0)=(31) V=1.60 V；(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的IU图象，如图所示；(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 的干电池连接成闭合电路，电池的路端电压与灯泡两端的电压相等，作出电源的伏安特性曲线，则两图线的交点表示灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压为1.18 V，电流为0.18 A；由欧姆定律可知，灯泡内阻RL= =6.6 ，灯泡的功率P=UI=1.180.18 W=0.21 W.答案为：(1)a；(2)很大，1 000；(3)2.80，64.3(64.164.5之间均可)；解析：(1)用题图甲中a电路可以在太阳能电池板上得到从零开始的电压，从而得到太阳能电池板的伏安特性曲线，故应选a.(2)由题图乙可知，当电压小于2.00 V时，通过太阳能电池板的电流为零，故太阳能电池板的电阻很大；当电压为2.80 V时，电流为2.80 mA，则太阳能电池板的电阻为R=1 000 .(3)UI图线纵轴截距表示电源电动势，太阳能电池板视为电源时的电动势为2.80 V；若把它与阻值为1 k的电阻连接构成一个闭合电路，则画出此电阻的UI图线与太阳能电池板的UI图线交于一点，读出U=1.80 V，I=1.80 mA，该太阳能电池板的效率是=100%64.3%.答案为：(1)0.999(0.9981.000)，0.42，2.27(2.252.29)；(2)A，小；(3)BRA解析：(1)螺旋测微器固定部分为0.5 mm，可动部分可估读为49.90.01 mm，故读数为：0.5 mm49.90.01 mm=0.999 mm；电流表量程为0.6 A，则最小刻度为0.02 A，故读数为0.42 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，故读数为2.27 V(2)因电源不能在大功率下长时间使用，则本实验中滑动变阻器应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的阻值约为5 ，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小所以选A电路，此电路测量的金属丝电阻会偏小(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测电阻及电流表的总电阻R总=，则待测电阻Rx=R总RA=RA.答案为：(1)，0.650；(2)实物图见解析；(3)b，2.9；解析：(1)合金丝电阻：R=，则电阻率：=；由题图甲可知，其读数为：0.5 mm15.00.01 mm=0.650 mm；(2)实物图如图所示；(3)根据|=0.32，而=0.07，可知，电压表变化较大，电流表内阻影响较大，因此电流表必须外接，即S2处于位置b，根据欧姆定律，则有：Rx= =2.9 .答案为：(1)b；(2)如图所示(3)450；(4)620.0，33.0；解析：(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大(3)由图象可知t=44.0 时，电阻的阻值为450 .(4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0 ，由图象可得温度约为33.0 .答案为：(1)A1V1R1；(2)如图所示；(3)R(20 也对)解析：(1)因电源电压约为3 V，故电压表量程应选择03 V，即选电压表V1；因待测电阻约为30 ，则电路中的最大电流约为100 mA,03 A的电流表量程太大，应选用量程为050 mA的电流表，故选电流表A1；根据题意可知，电路应采用分压式接法，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1.(2)为了使测量范围尽可能大，同时为了提高实验的精确度，根据电压表和电流表量程、待测电阻阻值分析可知，需将定值电阻接入电路与待测电阻串联；电压表的内阻很大，分流较小，故采用电流表外接法(3)由欧姆定律可知RRx=，可得Rx=R.答案为：(1)C，E；(2)见解析；(3)2.5，1.5；解析：(1)电风扇的额定电流I=0.6 A，从读数误差的角度考虑，电流表选择C，电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择最大阻值较小的E时误差较小，调节也方便；(2)因为电压、电流需从零开始测量，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻约6.67 ，远小于电压表内阻，属