2011届高考物理一轮复习单元练习：第07章.第4讲 实验：测定金属的电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线

用心 爱心 专心 1 第第 7 7 章第四讲章第四讲 一 选择题 1 测定金属的电阻率 实验中 以下操作中错误的是 A 用米尺测量金属丝的全长三次 算出其平均值 B 用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径 算出其平均值 C 用伏安法测电阻时采用电流表内接线路 多次测量后算出平均值 D 实验中保持金属丝的温度不变 答案 AC 解析 应量出金属丝接入电路中的有效长度 而不是全长 金属丝的电阻很小 与 电压表内阻相差很大 使金属丝与电压表并联 电压表对它分流作用很小 应采用电流表 外接法 故 AC 操作错误 二 非选择题 2 2009 皖南八校联考 从下列器材中选出适当的器材 设计一测量金属丝的电阻率 的电路 要求操作简便 又尽可能有较高的测量精度 并能得到多组数据 金属丝L 已知其长度为L0 直径为D 电阻小于 50 电流表 A1 量程为 10mA 内阻r1 40 电流表 A2 量程为 500 A 内阻r2 750 电压表 V 量程为 10V 内阻为 10k 保护电阻R1 阻值为 100 滑动变阻器R2 总阻值约为 20 电池E 电动势为 1 5V 内阻很小 开关 S 及导线若干 1 在虚线框中画出电路图 并标明所用器材的代号 2 若选出测量数据中的一组数据计算电阻率 则表达式 答案 1 如图所示 2 D2 I1r1 I2r2 4L0I2 式中I1为电流表 A1的示数 I2为电流表 A2的示数 3 某同学测绘标有 3V 1 5W 小电珠的电功率随电压变化的图 象 要使小电珠两端电压从 0 连续变化 为了使测量尽可能地准确 除了导线和开关外 可供选择的仪器还有 A 电流表 量程 0 0 6A 内阻约为 1 B 电流表 量程 0 3A 内阻约为 2 C 电压表 量程 0 3V 内阻约为 2k D 电压表 量程 0 15V 内阻约为 4 5k E 滑动变阻器 阻值范围 0 10 额定电流 2A F 电池组 电动势 6V 内阻约为 1 1 选用的电流表代号为 电压表代号为 2 用笔画线当导线 将图中的实物连成所需电路 用心 爱心 专心 2 答案 1 A C 2 见解析图 解析 1 根据小电珠的额定电压和额定功率可得小电珠的额定电流为 0 5A 故电 流表选 A 灯泡两端的电压最大为 3V 故电压表选 C 2 小电珠的电阻较小 故采用电流表外接法 题目要求小电珠两端的电压从 0 连续变 化 故滑动变阻器采用分压式接法 实物图如图所示 4 现有电源 滑动变阻器 电流表 电压表和一个额定电压小于电源电动势的小灯泡 要测量小灯泡的功率随电压变化的情况 1 画出所用电路的原理图 2 把测得各组P U值画在P U2图中 各点组成的图线应大致是什么样子 答案 1 如下图 a 所示 2 如下图 b 所示 解析 1 为了使测量结果更准确 一方面考虑一般电流表内阻和小灯泡电阻比较接 近故应选用电流表外接法 另一方面应使电压的变化范围尽可能大 故选用变阻器的分压 接法 2 据功率的计算公式P UI 再根据欧姆定律I 故P U R U2 R 随所加电压的增加 小灯泡发热 温度升高 电阻随温度升高而增大 故所得P U2 图线的斜率k 应随R增大而减小 1 R 5 有一个小灯泡标有 6V 0 6W 的字样 现在要用伏安法测量这个灯泡的I U图 线 下列器材可供选用 A 电压表 0 5V 内阻 10k B 电压表 0 10V 内阻 20k C 电流表 0 0 3A 内阻 1 D 电流表 0 0 6A 内阻 0 4 E 滑动变阻器 30 2A F 学生电源 直流 9V 还有开关和导线 1 实验中电压表应选 电流表应选 用序号字母表示 2 为使实验误差尽可能减小 画出实验电路图 答案 1 B C 2 电流表外接 分压式 图见解析 解析 1 电流表 电压表的选择 用心 爱心 专心 3 由小灯泡的标识可知其额定电压为U1 6V 额定电流为I1 0 1A 在额定电压下的电 阻为R 60 为了安全 小灯泡两端所加电压不能超过 6V 通过小灯泡的电流不能超过 0 1A 要测I U图线 其电压变化范围应在 0 6V 间 因此电压表应选择 B 电流表应 选择 C 2 电流表内外接法的选择 由于电流表 电压表内阻的影响 不管采用电流表内接还是外接都将引起系统误 差 本实验中小灯泡的最大电阻约R1 60 R1 RV 为了减少误差 应当用电流表外接 法 3 控制电路的选择 本题中若采用限流电路 其电路中的最小电流是Imin 0 1A 显然不符合实验要求 且实验数据应包括电压在零附近的数值 故只能用分压接法 实验电路图如下图所示 6 在测定金属丝的电阻率的实验中 1 用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示 该金属丝的直径为 mm 2 已知电阻丝的电阻约为 10 现备有下列器材供测量电阻丝的电 阻时选用 应选用的器材有 只填序号 A 量程是 0 6A 内阻是 0 5 的电流表 B 量程是 3A 内阻是 0 1 的电流表 C 量程是 3V 内阻是 6k 的电压表 D 量程是 15V 内阻是 30k 的电压表 E 阻值为 0 1k 额定电流为 0 5A 的滑动变阻器 F 阻值为 0 20 额定电流为 2A 的滑动变阻器 G 蓄电池 6V H 开关一个 导线若干 3 画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路 答案 1 0 350 2 A C F G H 3 画电路时 还要确定内外接法 因RV Rx 6000 10 600 Rx RA 20 所以应选电流 表外接法 如图所示 解析 1 0 350 2 显然 G H 是唯一的必选器材 选电流表 估算的最大电流Imax 0 6A 选 A 选电压表 D 项电压表量程过大 由 6V 15V 1 2 5 知 电压表指针偏转范围 0 1 2 5 不足 1 3 误差较大 C 项电压表虽量 程小些 但我们可通过变阻器调控 使总电流在 0 3A 以下 这时 A 项电流表指针可接近半 偏 可见应选 C 选滑动变阻器 由上述所选电压表要求 滑动变阻器必须采用分压电路 应选 F 项变 阻器 显然 0 1000 的变阻器阻值太大 变化不明显 也不易操作 既可能烧坏电表 也会损坏本身 7 2009 成都模拟 在 测定金属的电阻率 的实验中 需要用毫米刻度尺测出被测 金属丝的长度l 用螺旋测微器测出金属丝的直径d 用电流表和电压表测出金属丝的电阻 Rx 1 请写出测金属丝电阻率的表达式 用上述测量量的字母表示 2 若实验中测量金属丝的长度和直径时 毫米刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所 用心 爱心 专心 4 示 则金属丝长度的测量值为l cm 金属丝直径的测量值为d mm 3 如图 要用伏安法测量Rx的电阻 已知电压表内阻约几千欧 电流表内阻约 1 若用图 甲 电路 Rx的测量值比真实值 填 偏大 或 偏小 若Rx的阻值约 为 10 应采用 选 甲 或 乙 图的电路 误差会比较小 答案 1 2 36 52 36 51 36 53 均对 d2Rx 4l 0 798 0 796 0 799 均对 3 偏小 甲 8 2010 江苏省名校联考 小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大 某同学为研究 这一现象 用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验可供选择的器材有 A 小灯泡 规格为 2 5V 1 2W B 电流表 量程为 0 0 6A 内阻为 1 C 电压表 量程为 0 3V 内阻未知 D 滑动变阻器 0 10 额定电流为 1A E 滑动变阻器 0 5 额定电流为 0 5A F 电源 E 3V 内阻不计 G 定值定阻R0 阻值R0 6 H 开关一个和导线若干 1 要求小灯泡两端的电压从零开始变化 且能尽量消除系统误差 在方框内画出实验 电路图 2 实验中 应该选用的滑动变阻器是 填写器材前字母代号 3 按照正确的电路图 该同学测得实验数据如下 I是的示数 U是的示数 U灯是 小灯泡两端的实际电压 请通过计算补全表格中的空格 然后在方格图中画出小灯泡的伏 安特性曲线 I A0 050 100 150 200 250 300 350 400 450 48 U V0 080 150 250 400 600 901 301 852 503 00 U灯 V 4 该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R0三者一起串联接在 本实验中提供的电源两端 则每个灯泡的实际功率是 W 答案 1 如图所示 用心 爱心 专心 5 2 D 3 I A0 050 100 150 200 250 300 350 400 450 48 U V0 080 150 250 400 600 901 301 852 503 00 U灯 V 0 030 050 100 200 350 600 951 452 052 52 4 0 18 解析 1 要使小灯泡两端电压从零开始变化 滑动变阻器应采用分压式接法 为测 量更准确 应采用电流表内接法 实验电路图如图所示 3 由第 1 问中所画电路图分析可得 U灯 U IRA 则可根据表中数据求出U灯 并 画出U灯 I图线如图所示 4 在同一坐标系中作出 2U灯 IR0 E的图线 根据此图线与灯泡的U灯 I图线的交 点可得此时灯泡的电压U灯 0 6V 电流I 0 3A 所以 灯泡的实际功率为P U灯 I 0 18W 9 图 甲 为某同学测定额定电压为 2 5V 的小灯泡的I U图线的实验电路图 1 根据电路图 将图 乙 中的实物连接成完整的实验电路 2 开关 S 闭合之前 图 乙 中滑动变阻器的滑片应该置于 选填 A端 B 端 或 AB正中间 3 已知小灯泡灯丝在 27 时电阻值约为 1 5 并且其电阻值与灯丝的热力学温度成 正比 热力学温度T与摄氏温度t的关系为T 273K t 根据图 丙 画出的小灯泡I U 特性曲线 估算该小灯泡以额定电压工作时的温度约为 保留两位有效数字 答案 1 见解析 2 A端 3 1 5 103 解析 1 如图 用心 爱心 专心 6 2 S 闭合之前 滑片应置于A端 3 由图象知 当U 2 5V 时 电流I 0 28A 电阻 R 9 由题知 电阻值与灯丝的热力学温度成正比 故有 U I 27 273 1 5 T 9 解得T 1800K t 1 5 103 10 2009 盐城市高三 在 描绘小电珠的伏安特性曲线 实验中 用导线 a b c d e f g和h按图甲所示方式连接好电路 电路中所有元器件都完好 且电 压表和电流表已调零 闭合开关后 1 若不管怎样调节滑动变阻器 小电珠亮度能发生变化 但电压表 电流表的示数总 不能为零 则可能是 导线断路 2 某学生测出电源和小电珠的U I图线如图乙所示 将小电珠和电阻R串联后接到 电源上 要使电路中电流为 1 0A 则R 3 某同学在实验中还测出a b c三种元件的伏安特性曲线分别如图丙中的 a b c 下列说法正确的是 A a可以作为标准电阻使用 B b能作为标准电阻使用 C b的阻值随电压升高而增大 D c的阻值随电压升高而增大 答案 1 g 2 0 8 3 AC 解析 1 g 2 从题图乙中可得电源的电动势为 E 3 0V 内阻为 r 1 0