高考物理试题分项精析 专题63 测量电阻阻值实验.docx
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高考物理试题分项精析专题63测量电阻阻值实验
专题63测量电阻阻值实验
1.【2016·北京卷】热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。
图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t化的示意图。
由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力__________(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的影响更__________(选填“敏感”或“不敏感”)。
【答案】增强敏感
【解析】温度越高,热敏电阻的阻值越小,即对电流的阻碍作用越小,故导电能力增强;根据图像可知,热敏电阻在相同的温度范围内变化时,阻值变化越大,故其对温度敏感。
2.【2014·新课标全国卷Ⅱ】在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为10Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,计算结果由计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的读数;若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则①(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1②(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2③(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
【答案】①Rx1②大于③小于
【考点定位】伏安法测电阻。
【知识拓展】(a)中由于电流表的分压作用故使得测量值偏大,事实上;(b)图中由于电压表的分流作用使得测量值偏小,事实上。
3.【2014·浙江卷】小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值。
(1)图1是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图1中画出。
(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图2所示。
在图中,由电流表外接法得到的数据点是用_______(填“О”或“×”)表示的。
(3)请你选择一组数据点,在图2上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为______Ω。
【答案】
(1)如图1所示
(2)×(3)如图2所示(用“×”连线求得电阻约为1.1~1.3Ω;用“О”连线求得电阻约为1.5~1.7Ω)
【考点定位】连实物图、电流表的内外接法、电阻的计算
【方法技巧】对电学实验,抓住实验的目的、原理来分析实验误差。
4.【2016·浙江卷】某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表。
采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5Ω。
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接______(填a或b)、导线②连接______(填c或d)。
(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为______Ω。
U/A
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53
(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若测R2的阻值,则最优的连线应选_____(填选项)。
A.①连接a,②连接cB.①连接a,②连接d
C.①连接b,②连接cD.①连接b,②连接d
【答案】
(1)ad
(2)作图如图所示4.4~4.7(3)B
【考点定位】伏安法测电阻
【名师点睛】此题是伏安法测电阻的问题。
解本题的关键是知道器材及电路的选择及数据的处理方法;电路的选择:
当满足RV>>Rx时,用电流表外接电路;当满足Rx>>RA时,用电流表内接电路。
注意实物连线问题中滑动变阻器的分压连接方法是:
“一上两下”。
能够用电阻定律来分析两导体的电阻关系。
5.【2011·天津卷】某同学测量阻值约为25kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:
A.电流表(量程100μA,内阻约为2kΩ);
B.电流表(量程500μA,内阻约为300Ω);
C.电压表(量程15V,内阻约为100kΩ);
D.电流表(量程50V,内阻约为500kΩ);
E.直流电源(20V,允许最大电流1A);
F.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定功率1W);
G.电键和导线若干。
电流表应选,电压表应选。
(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:
①_______________________________②_______________________________
【答案】BC①电流表应采用内接的方法;②滑动变阻器应采用分压器方式的接法。
【解析】电学实验选择仪器的一般步骤如下:
①根据量程选择电流表和电压表,不能超过表的量程,不能量程太大导致表的读数偏小;②根据题中关键语句,如精确测量,从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路;分压电路滑动变阻器选择小阻值,限流电路滑动变阻器选择大阻值;③选择电流表的内外接法,一般的原则是“大内偏大,小外偏小”;也可以根据与之间的关系来判断,当>时,采用电流表的外接法,反之选择电流表内接法。
(1)本题中,待测电阻Rx的阻值约为25kΩ,直流电源电动势为20V,经粗略计算电路中最大的电流约为,所以电流表选择B;虽然电压表C的量程不足,但是相比起来电压表D的量程超过太多,读数偏小,所以电压表选择C表。
(2)根据本题解析的第②、③两条原则可知电路图的问题为:
①电流表应采用内接的方法;②滑动变阻器应采用分压器方式的接法。
【考点定位】伏安法测电阻
6.【2012·广东卷】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甲和图乙所示,长度为_____cm,直径为_____mm。
(2)按图丙连接电路后,实验操作如下:
a.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;
b.将电阻箱R2的阻值调至最______(填“大”或“小”);将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)5.03,5.315
(2)a.大 b.大 (3)1280
(3)本题的实验方法为替代法.由,,解得,。
【考点定位】本题考查游标卡尺和螺旋测微器的读数以及电学实验相关知识
7.【2012·海南卷】图示电路可用来测量电阻的阻值。
其中E为电源,R为已知电阻,Rx为待测电阻,可视为理想电压表,S0为单刀单掷开关,S1、S2为单刀双掷开关。
(1)当S0闭合时,若S1、S2均向左闭合,电压表读数为U1;若S1、S2均向右闭合,电压表读数为U2。
由此可求出Rx=。
(2)若电源电动势E=1.5V,内阻可忽略,电压表量程为1V,R=100Ω。
此电路可测量的Rx的最大值为Ω。
【答案】;200
【考点定位】本题考查电阻测量及其相关知识
8.【2012··山东卷】在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:
Rx(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);
电压表:
V(量程3V,内阻约3kΩ);
电流表:
A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
电源:
E1(电动势3V,内阻不计);E2(电动势12V,内阻不计)
滑动变阻器:
R(最大阻值约20Ω)
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为mm。
(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选、电源应选(均填器材代号),在虚线框中(问答题卡)完成电路原理图。
【答案】
(1)(均正确);
(2)A1,E1,电路如图所示
【考点定位】本题考查测量金属电阻率的实验及其相关知识
9.【2014·海南卷】现有一合金制成的圆柱体。
为测量该合金的电阻率,现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器和游标卡尺的示数如图(a)和图(b)所示。
(1)由上图读得圆柱体的直径为_________mm,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用D、L表示,则用D、L、I、U表示的电阻率的关系式为=____________。
【答案】
(1),
(2)
【解析】
(1)螺旋测微器的读数为(1.842~1.846范围内的均给分);游标卡尺的读数为;
(2)圆柱体的横截面积为,由电阻定律和欧姆定律可知,。
考点:
基本仪器的使用、伏安法测电阻。
10.【2014·广东卷】某同学设计的可调电源电路如图(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片。
闭合电建S。
(1)用电压表测量A、B两端的电压:
将电压表调零,选择0-3V挡,示数如图22(b),电压值为V。
(2)在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于端。
(3)要使输出电压变大,滑片P应向端滑动。
(4)若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在的风险(填“断路”或“短路”)。
【答案】
(1)1.30V
(2)A(3)B(4)短路
【考点定位】本题考查滑动变阻器的分压式接法
【应试技巧】抓住分压式接法的特征:
用电器的电压等于与其并联的电阻部分的电压
11.【2014·天津卷】现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:
多用电表(仅可使用欧姆挡);
一个电池组E(电动势6V):
一个滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流1A):
两个相同的电流表G(内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA):
两个标准电阻(R1=29000Ω,R2=0.1Ω):
一个电键S、导线若干。
(1)为了设计电路,先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,最后几乎紧挨满偏刻度停下来,下列判断和做法正确的是(填字母代号)。
A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆
B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆
C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量
D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量
(2)根据粗测的判断,设计一个测量电路,要求测量尽量准确并使电路能耗较小,画出实验电路图,并将各元件字母代码标在元件的符号旁。
【答案】
(1)AC;
(2)如图所示
【考点定位】电学实验:
多用电表的使用、伏安法测电阻
12.【2014·山东卷】实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测其实际长度。
该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻,从而确定导线的实际长度。
可供使用的器材有:
电流表:
量程0.6A,内阻约0.2Ω;
电压表:
量程3V,内阻约9kΩ;
滑动变阻器R1:
最大阻值5Ω;
滑动变阻器R2:
最大阻值20Ω;
定值电阻:
R0=3Ω;
电源:
电动势6V,内阻可不计;开关、导线若干。
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选(填“”或“”),闭合开关S前应将滑片移至端(填“”或“”)。
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50A时,电压表示数如图乙所示,读数为V。
(4)导线实际长度为m(保留2位有效数字)。
【答案】
(1)R2;a
(2)(3)2.30V(2.29、2.31均正确)(4)9
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