物理大一轮复习题组层级快练第八单元恒定电流作业5

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精题组层级快练(三十五）一、选择题1．现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度．螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a和b所示．(1）由上图读得圆柱体的直径为________cm，长度为________cm.（2)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________．答案（1）0。18444.240（2）eq\f(πD2U,4IL)解析（1)螺旋测微器的读数为1.5mm＋34.4×0.01mm＝1.844mm(1。842－1.846范围内的均可）;游标卡尺的读数为42mm＋8×0.05mm＝42。40mm＝4。240cm;（2）圆柱体的横截面积为S＝π(eq\f(D，2））2，由电阻定律R＝ρeq\f(L,S）和欧姆定律R＝eq\f（U,I）可知,ρ＝eq\f（πD2U，4IL）。2．衡水中学课外活动小组的同学们在做《自来水电阻率的测定》课题时，在一根粗细均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量．某同学选用的电学器材如下：电压表（量程15V，内阻约90kΩ)、电流表(量程300μA,内阻约50Ω)、滑动变阻器（100Ω,1A）、电池组（电动势E＝12V，内阻r＝6Ω)、开关一个、导线若干．实验中测量情况如下：安装前他用图乙（a)的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙（b)所示．测得两电极相距L＝0。314m实验中测得包括0在内的9组电流I、电压U的值，在坐标纸上描点如图所示．根据以上材料请回答下面的问题：（1）测量玻璃管内径时，应将图乙(a）游标卡尺中的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触；玻璃管的内径d＝________mm。（2)为保证安全，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至________端(选填M或N）．(3)根据实验数据可知他测得水柱的电阻R＝________Ω（保留两位有效数字）；用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率ρ＝________．(4）该同学在完成实验报告时,通过比较水柱电阻、电表内阻时发现，实验中的电路设计有不妥之处，会引起较大的系统误差，于是他在实验报告中提出了改进意见，并画出了改进后的电路原理图．请在虚线框中画出改进后的实验电路原理图．答案（1)A30.75（2）M(3）1.0×105eq\f（πRd2,4L）(4）如图所示解析（1）游标卡尺中的A是用于测内径的,其读数d＝30mm＋15×0.05mm＝(2）滑动变阻器分压接法时,闭合开关时,分压应为零，即滑片应置于M端．(3）根据图作过原点的直线（使较多的点在直线上或平均分布于直线两侧),其斜率即为阻值R＝1.0×105Ω.根据R＝ρeq\f（L，S)，得ρ＝eq\f(πRd2，4L)。(4)由于被测电阻阻值较大，故电流表应内接．3．为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30Ω),有以下一些器材可供选择．电流表A1(量程0－50mA，内阻约10Ω)；电流表A2（量程0－3A，内阻约0。12Ω电压表V1(量程0－3V,内阻很大）；电压表V2(量程0－15V，内阻很大);电源E（电动势约为3V,内阻约为0。2Ω);定值电阻R(20Ω，允许最大电流1。0A滑动变阻器R1(0－10Ω，允许最大电流2。0A滑动变阻器R2（0－1kΩ，允许最大电流0。5A单刀单掷开关S一个，导线若干．(1）电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．（填字母代号)（2）请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图．（要求所测量范围尽可能大)（3)某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝________．答案（1)A1V1R1(2)见解析图(3）eq\f(U,I）－R解析（1)首先选取唯一性器材：电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω)，定值电阻R（20Ω允许最大电流1。0A)，单刀单掷开关S，导线．电源电动势约为3V,所以电压表选择V1（量程0－3V,内阻很大）;待测电阻Rx的阻值约为30Ω,流过Rx的最大电流为eq\f（3V,30Ω)＝0.1A＝100mA，如果电流表选择A2（量程0－3A,内阻约0。12Ω)，指针偏转很小，测量不准确,所以只能选择A1(量程0－50mA，内阻约10Ω)；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1（0－10Ω，允许最大电流2.0A）．(2）因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻,所以电流表采用外接法;为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50mA，应给待测电阻串联一个定值电阻R，起保护作用．实验原理图如图所示．（3）根据欧姆定律可得Rx＝eq\f(U,I）－R。4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．____________________________；②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则金属丝d应为下表中的________(用表中编号D、E、F表示)．编号材料长度L/m横截面积S/mm2A镍铬合金0.300.50B镍铬合金0。500。50C镍铬合金0.301。00D镍铬合金0。501。00E康铜丝0.300.50F康铜丝0。501。00(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率．①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80。00cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示，②按如图丙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U数据描在如图丁所示的坐标系上．由图可求得金属丝的电阻R＝________Ω，该金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(保留两位有效数字)．答案(1）①不需要，串联电路的电流处处相等，电压与电阻成正比②E(2）①1.600mm②0。521.3×10解析（1）①串联电路的电流处处相等，串联电阻两端电压与电阻成正比，不需要测出电流，根据电阻两端电压大小即可比较出电阻大小．②探究影响电阻的因素,应采用控制变量法,实验已选A、B、C的金属丝，根据控制变量法的要求，应控制材料的长度与横截面积相等而材料不同,因此d应选表中的E.(2)①由题图乙示螺旋测微器可知，其示数为1.5mm＋10。0×0.01mm＝1.600mm②根据坐标系内的点作出图像如图所示．由图像可知,电阻阻值为R＝eq\f（U，I）＝eq\f(0.3,0.58)Ω≈0。52Ω;由R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f（l，π（\f（d,2)）2）可得,电阻率ρ＝eq\f（πRd2，4l）＝eq\f（3。14×0.52×（1.600×10－3）2,4×0。800)Ω·m≈1.3×10－6Ω·m。5．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻．(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和(b）所示，长度为________cm，直径为________mm。（2)按图(c)连接电路后,实验操作如下．①将滑动变阻器R1的阻值置于最________处（填“大”或“小”)；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0。②将电阻箱R2的阻值调至最________(填“大”或“小”），S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω。(3)由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.答案(1）5.015。315（2)大大（3）1280解析(1)长度l＝5。0cm＋1×eq\f（1，10)mm＝5.01cm;直径d＝5mm＋31。5×eq\f（0.5,50)mm＝5.315mm。（2）①为保护电路使电路中电流不会超出电流表量程，应将滑动变阻器接入电路的阻值置于最大处．②为使电路中电流较小，使电流表示数逐渐变大，电阻箱阻值也应先调至最大．（3）将S1闭合，S2拨向接点1时，其等效电路图如图甲所示．当S2拨向2时，其等效电路图如图乙所示．由闭合电路欧姆定律，知I＝eq\f（E，R1＋R＋r)当I相同均为I0时，R2＝R圆柱体所以R圆柱体＝1280Ω6．现要测量一待测电阻的阻值,所用器材如下：标准电流表A1(量程250mA,内阻r1＝5Ω)；电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω)；待测电阻R1(阻值约为100Ω）;滑动变阻器R2（最大阻值10Ω)；电源E（电动势约为6V，内阻r约为1Ω）；单刀单掷开关，导线若干．（1)要求方法简捷，并能测量多组数据,画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号．(2)实验中,需要直接测量的物理量有________,用测得的量表示待测电阻R1的阻值R1＝________．答案(1）实验电路原理图见解析图(2）两电流表A1、A2的读数I1、I2eq\f(I1,I2－I1)r1【解析】(1)由于A1的内阻已知，可当做电压表来用；又给了另一个电流表A2，可结合两电流表示数之差，利用欧姆定律测R1的阻值;题目要求测多组数据，滑动变阻器应接成分压式；电路图如图所示：(2)实验中，测出两电流表A1、A2的读数I1、I2之后,则(I2－I1)R1＝I1r1，所以R1＝eq\f(I1r1，I2－I1）。7．（2016·课标全国Ⅱ)某同学利用图（a）所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9Ω）,滑动变阻器R1(最大阻值50Ω），滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干．实验步骤如下：①按电路原理图（a）连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a）中最左端所对应的位置，闭合开关S;③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2。00V，记下电阻箱的阻值．回答下列问题：（1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．(3）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630。0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．（4）如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)