课练24实验　测定金属的电阻率　描绘小灯泡的伏安特性曲线—2021届高中物理（新高考）一轮考评特训检测

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1、课练24　实验　测定金属的电阻率　描绘小灯泡的伏安特性曲线 [狂刷小题　夯基础] 练基础小题 1．为了测量铅笔芯的电阻率，某同学取一支4B铅笔，去掉两端笔芯外木质部分，不损伤笔芯，按如图甲所示安放在接线支座上． (1)该同学用刻度尺量得笔芯长度L＝20.0 cm，用螺旋测微器测量笔芯的直径如图乙所示，则笔芯的直径为d＝________mm. (2)若待测电阻约为几欧姆，该同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻． A．待测铅笔芯 B．电流表(0～0.6 A,0～3 A，内阻分别约为1 Ω，0.5 Ω) C．电压表(0～3 V,0～15 V，内阻分别约为6 kΩ，30 kΩ

2、) D．滑动变阻器(0～10 Ω) E．电源(3 V) F．开关、导线若干 请根据实验要求在图甲中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路连接． (3)实验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图丙所示，则电压表读数U＝________ V，电流表读数I＝________A，计算得到铅笔芯电阻R＝________Ω(电阻计算结果保留两位有效数字)． 2．某同学准备测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率，实验室提供的器材有： A．电流表G(内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝6 mA) B．电压表V(量程为0～6 V，内阻约为1 000 Ω) C．螺旋测微器，毫米刻度尺

3、D．电阻箱R0(0～99.99 Ω) E．滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω) F．电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 Ω) G．一个开关S和若干导线 (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(选填“×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0～0.6 A的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R0＝________Ω. (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地测量电阻丝R

4、x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，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，计算出电阻丝的电阻为Rx.写出计算电阻率的表达式ρ＝________(用L、D、Rx表示)． 3．[2019·武汉联考]某实验小组设计了如图甲所示的电路做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验． (1)闭合开关S前应将图甲中滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端． (2)若闭合开关S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能使电表的示数为零．原因可能是图甲中的________(选填“a”“b”或“

5、c”)处断路． (3)排除故障重新实验，测得多组I、U的值，作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙中实线所示，小王同学想知道电压为2.0 V时灯泡的电阻，于是他在图线上作出电压为2.0 V对应点的切线(图乙中虚线所示)，求得灯泡的电阻为切线斜率的倒数，即R＝＝ Ω＝3.6 Ω.试分析他的求法是否正确，如果认为正确，请说明理由；如果认为不正确，请求出正确的电阻．________________________________________________________________________ ________________________________________________

6、________________________ ________________________________________________________________________. (结果保留两位有效数字) 4．[2019·成都石室中学一诊]某中学为了探究额定功率为4 W、额定电压为4 V的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材： A．电压表V1(量程0～1 V，内阻2 kΩ) B．电压表V2(量程0～15 V，内阻15 kΩ) C．电流表A(量程0～1 A，内阻约1 Ω) D．定值电阻R1＝6 kΩ E．定值电阻R2＝16 kΩ F．滑动变阻器R

7、(阻值范围0～10 Ω，允许最大电流2 A) G．学生电源(直流5 V，内阻不计) H．开关、导线若干 (1)为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用________，二者串联后来测量电压(均用序号字母填写) (2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，在方框中画出满足要求的电路图； (3)根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压U与电压表读数UV的关系，即U＝________.若小灯泡的电功率为P，则关系图线可能正确的是________． 练高考小题 5．[2017·全国卷Ⅰ，23]某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小

8、灯泡L(额定电压3.8 V，额定电流0.32 A)；电压表(量程3 V，内阻3 kΩ)；电流表(量程0.5 A，内阻0.5 Ω)；固定电阻R0(阻值1 000 Ω)；滑动变阻器R(阻值0～9.0 Ω)；电源E(电动势5 V，内阻不计)；开关S；导线若干． (1)实验要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图． (2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示． 图(a) 图(b) 由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．

9、(3)用另一电源E0(电动势4 V，内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．(结果均保留2位小数) 6．[2016·全国卷Ⅱ，23]某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V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99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干． 图(a) 实验步骤如下： ①按电

10、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2.00 V，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． 图(b) (3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω，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

11、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)． 　　　　　　　　　　　 A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA 7．[2019·全国卷Ⅱ，23]某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100 Ω)；S为开关，E为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出．图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U ­ t关系曲线．回答下列问题： (1)实验中，为保证流

12、过二极管的电流为50.0 μA，应调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻_________(填“变大”或“变小”)，电压表示数_________(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1. (2)由图(b)可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为＝____________×10－3V/℃(保留2位有效数字)． 8．[2019·全国卷Ⅰ，23]某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA

13、的电流表．该同学测得微安表内阻为1 200 Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)． (1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连接． (2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号) A．18 mA　B．21 mA C．25 mA D．28 mA (3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号) A．微安表内阻测量错误，实际内阻

14、大于1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于1 200 Ω C．R值计算错误，接入的电阻偏小 D．R值计算错误，接入的电阻偏大 (4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k＝__________. 练模拟小题 9．[2019·重庆一中期中]要测量一段阻值大约为100 Ω、粗细均匀的电阻丝的电阻率，除刻度尺、螺旋测微器、电源E(电动势为3 V、内阻约为0.5 Ω)、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R、开关S、导线若干外，还有电流表和电压表各两只供选择：A1(量程1 A、内阻约为1 Ω)、A2(

15、量程30 mA、内阻约为2 Ω)、V1(量程3 V、内阻约为1 000 Ω)、V2(量程15 V、内阻约为3 000 Ω)． (1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图所示，则电阻丝的直径为________mm. (2)为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选________，电压表应选________．(填题目中的对应符号) (3)实验电路应选择下列电路中的________． (4)若用刻度尺测得电阻丝的长度为L，用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该电阻丝的电阻率的表达式为ρ＝________. 10．[2019·山西省忻州一中模拟]要测绘

16、一个标有“3V　1.5 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 kΩ)； B．电压表(量程15 V，内阻约30 kΩ)； C．电流表(量程0.6 A，内阻约0.5 Ω)； D．电流表(量程3 A，内阻约0.1 Ω)； E．滑动变阻器(阻值范围0～5 Ω)； F．滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω)； 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

17、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U—I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. [综合测评　提能力] 1．[2019·北京石景山统测]某同学用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的电阻，并将得到的电流、电压数据描到U－I图象上，如图1所示． (1)图2是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线． (2)在图1中，

18、由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的． (3)在图1中，请你根据“○”数据点求出这段铅笔芯的电阻，为________Ω. (4)对于这段2B铅笔芯电阻值的测量，如果不考虑实验中读数的误差，你认为选用________(填“内”或“外”)接法测量更准确一些． 2．[2019·河南周口期末]某同学利用如图1所示的电路测定均匀金属丝AB的电阻率，在该电路中，直流稳压电源为电路提供恒定电压，R0为定值电阻，电压表视为理想电表，移动滑片P的位置可改变金属丝接入电路中的长度． (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图2所示，读数为d＝________mm；

19、 (2)用刻度尺量出滑片P到A端的距离L1，记录此时电压表的示数U1； (3)改变滑片P的位置，重复步骤(2)，测量多组数据； (4)若金属丝接入电路中的长度为L，直径为d，金属丝的电阻率为ρ，电压表示数为U，直流稳压电源的电压为U0，定值电阻为R0，则实验中所测量的电压与其余几个物理量之间的关系为＝________. (5)以为纵轴、L为横轴作出金属丝的－L图象，如图3所示，图线的斜率为k，纵轴截距为b，则用这些参数表示金属丝的电阻率ρ＝________，直流稳压电源的电压U0＝________. 3．[2019·江西红色七校一联]某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验，有下列

20、器材供选用． A．待测电阻Rx(约300 Ω) B．电压表V(3 V，内阻约3 kΩ) C．电流表A1(10 mA，内阻约10 Ω) D．电流表A2(20 mA，内阻约5 Ω) E．滑动变阻器R1(0～20 Ω，额定电流2 A) F．滑动变阻器R2(0～2 000 Ω，额定电流0.5 A) G．直流电源E(3 V，内阻约1 Ω) H．开关、导线若干 (1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路，并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量．则电流表应选择________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”)；请在虚线框

21、中帮甲同学画出实验电路原理图． (2)乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下： ①按图连接好实验电路，闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置； ②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半； ③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I； ④待测电阻的阻值Rx＝________，比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差？________(填“甲”或“乙”)同学的． 4．[2019

22、·辽宁五校联考]覆铜板是将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，它是做印制电路板的基本材料，常叫基材．小明同学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＝1.75×10－8 Ω·m，并利用下列器材完成了这个实验． A．电源E(电动势为6 V，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，视为电极，如此就制成了待测电阻R(阻值约为2 Ω)； C．滑动变阻器R1(总阻值约为10 Ω)； D．定值电阻R2(阻值R2＝6 Ω)； E．毫米刻度尺和游标卡尺； F．电压表

23、V(量程为6 V，内阻很大)； G．电流表A(量程为0.6 A，内阻约为5 Ω)； 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的宽度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得覆铜板的长度L＝1.001 0 m. (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，请完成连线．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

24、位有效数字)． (5)计算导电铜膜厚度h的值为________mm(计算结果保留两位有效数字)． 5．[2019·广东汕头一模]某小组要测量一个标有“2.5 V　2 W”小灯泡的伏安特性曲线．选用的器材有： 直流电源(3 V，内阻不计)； 电流表A1(量程0～0.6 A，内阻为0.6 Ω)； 电流表A2(量程0～300 mA，内阻未知)； 电压表V(量程0～3 V，内阻约3 kΩ)； 滑动变阻器R(0～5 Ω，允许通过的最大电流为3 A)； 开关、导线若干． 其实验步骤如下： (1)由于电流表A1的量程偏小，于是小组成员把A1、A2并联后再接入电路，请按此要求用笔画线代替导

25、线在图1中完成余下导线的连接． (2)正确连接好电路，并将滑动变阻器滑片滑至最________端，闭合开关，调节滑片．发现当A1示数为0.50 A时，A2的示数为200 mA，由此可知A2的内阻为________Ω. (3)若将并联后的两个电流表当成一个新电表，则该新电表的量程为________A；为使其量程达到最大，可将图2中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)处断开后再串联接入一个阻值合适的电阻． 6．[2019·广东茂名一测]热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小．

26、某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻Rx的导电特性． A．电流表A1(量程10 mA，内阻r1＝1 Ω)； B．电流表A2(量程0.6 A，内阻r2约为0.5 Ω)； C．滑动变阻器R1(最大阻值200 Ω)； D．滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω)； E．定值电阻R3(阻值1 499 Ω)； F．定值电阻R4(阻值149 Ω)； G．电源E(电动势15 V，内阻忽略)； H．开关与导线若干． (1)实验采用的电路图如图甲所示，则滑动变阻器选________，定值电阻R选________(填仪器前的字母序号)． (2)用笔画线代替导线将图乙中的实物按图甲的电路补充完整

27、． (3)该小组根据测量数据作出热敏电阻的U－I图象如图丙所示，则该曲线对应的是________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻． (4)若将此热敏电阻直接接到一电动势为9 V，内阻为10 Ω的电源两端，则此时该热敏电阻的阻值为________Ω(结果保留三位有效数字)． 7．[2019·湖南常德一模]光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图丙所示． (1)如图甲所示是街道路灯自动控制电路所需的元件，利用直流电源给电磁铁供电，利用220 V交流电源给路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗

28、灯亮的效果，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件． (2)用多用电表“×100”欧姆挡，测量图甲中电磁铁线圈的电阻时，指针偏转角度太大，为了更准确地测量其阻值，接下来应选用________(填“×1k”或“×10”)欧姆挡，进行欧姆调零后重新测量，其示数如图乙所示，则线圈的电阻为________Ω. (3)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将被吸合．图甲中直流电源的电动势E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(阻值范围0～10 Ω，允许通过最大电流2 A)、R2(阻值范围0～200 Ω，允许通过最大电流1 A)、R3(阻值范围0～1 750 Ω，

29、允许通过最大电流1 A)要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”)．为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻． 8.有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重1～2 N，长约为30 cm，电阻约为10 Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0.因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选： A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表(0～600 mA,1.0 Ω) D．电流表(0

30、～3 A,0.1 Ω) E．电压表(0～3 V,6 kΩ) F．滑动变阻器(0～20 Ω，0.5 A) G．滑动变阻器(0～10 kΩ，2 A) H．蓄电池(6 V,0.05 Ω) I．开关一个，带夹子的导线若干 (1)除待测金属管线外，还应选用的器材有__________________(只填器材前的字母)． (2)在方框中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路． (3)实验中要测量的物理量有：____________________________________；计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0＝________. 12 / 12