2020版高中物理 第十一章 電路及其應(yīng)用 3 實(shí)驗(yàn) 導(dǎo)體電阻率的測量練習(xí)（含解析）新人教版必修第三冊

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1、3.實(shí)驗(yàn):導(dǎo)體電阻率的測量 1.(多選)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,以下操作中正確的是(　　) A.用刻度尺測量金屬絲的全長,且測量三次,算出其平均值,然后再將金屬絲接入電路中 B.用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑,算出其平均值 C.用伏安法測電阻時,采用電流表內(nèi)接法,多次測量后算出平均值 D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變 解析實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測量出金屬絲接入電路中的有效長度,而不是全長;金屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差很大,使金屬絲與電壓表并聯(lián),電壓表對它分流作用很小,應(yīng)采用電流表外接法,A、C錯誤。故選B、D。 答案BD 2.用伏安法測金屬電阻Rx(約為5 Ω)

2、的值,已知電流表內(nèi)阻為1 Ω,量程為0.6 A,電壓表內(nèi)阻為幾千歐,量程為3 V,電源電動勢為9 V,滑動變阻器的阻值為0~6 Ω,額定電流為5 A,試畫出測量Rx的原理圖。 解析待測金屬電阻Rx?RA·RV,應(yīng)采用電流表外接法。如果采用變阻器限流接法,負(fù)載Rx的電壓Umin=56+5×9 V=4511 V,Umax=9 V,調(diào)節(jié)范圍4511~9 V,顯然所提供的電壓表量程不夠,故應(yīng)采用分壓接法,電路原理圖如圖所示。 答案見解析圖 3.如圖所示為用伏安法測定一個定值電阻的阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖,器材規(guī)格如下: A.待測電阻Rx(約100 Ω); B.直流毫安表(量程0~2

3、0 mA,內(nèi)阻50 Ω); C.直流電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻5 kΩ); D.直流電源,電壓為6 V(在實(shí)物圖中用蓄電池的符號代替); E.滑動變阻器(阻值范圍0~15 Ω,允許最大電流1 A); F.開關(guān)1個,導(dǎo)線若干。 根據(jù)器材規(guī)格及實(shí)驗(yàn)要求,在本題的實(shí)物圖上連線。 解析先確定電路是采用電流表內(nèi)接電路還是外接電路,因?yàn)镽xRA=100Ω50Ω=2

4、電阻Rx的電壓約為3.6 V,均已超過電流表和電壓表的量程,故必須采用滑動變阻器分壓式接法。 實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,實(shí)物連線如圖乙所示。 答案見解析 4.在“金屬電阻率的測量”的實(shí)驗(yàn)中,提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻可不計的干電池,待測金屬絲的直徑小于1 mm,長度約為80 cm,阻值約為3 Ω,使用的電壓表有0~3 V(內(nèi)阻約為3 kΩ)和0~15 V(內(nèi)阻約為15 kΩ)兩個量程,電流表有0~0.6 A(內(nèi)阻約為0.1 Ω)和0~3 A(內(nèi)阻約為0.02 Ω)兩個量程,供限流用的滑動變阻器有:A.0~10 Ω;B.0~100 Ω;C.0~1 500 Ω三種,可供選擇的實(shí)驗(yàn)電路有如圖所示的甲、

5、乙兩種。用螺旋測微器測金屬絲的直徑如圖丙所示,則: (1)螺旋測微器的示數(shù)是　　　　 mm。? (2)為減小測量電阻的誤差,應(yīng)選用　　　　圖所示的電路。? (3)為了便于調(diào)節(jié),應(yīng)選用編號為　　　　的滑動變阻器。? (4)電壓表的量程應(yīng)選用　　　　 V。? (5)電流表的量程應(yīng)選用　　　　 A。? 解析(1)螺旋測微器的讀數(shù)為0.5 mm+30.6×0.01 mm=0.806 mm; (2)根據(jù)電源電動勢為1.5 V可知,電壓表應(yīng)選0~3 V的量程;根據(jù)I=UR可求出通過待測電阻的最大電流為Imax=ERx=0.5 A,所以電流表應(yīng)選0~0.6 A的量程;由于待測電阻滿足RVR

6、x>RxRA,可知電流表應(yīng)用外接法,所以應(yīng)選圖乙所示的電路; (3)為使實(shí)驗(yàn)時調(diào)節(jié)方便,滑動變阻器應(yīng)選A; (4)根據(jù)(2)的分析可知,電壓表應(yīng)選0~3 V的量程; (5)根據(jù)(2)的分析可知,電流表應(yīng)選0~0.6 A的量程。 答案(1)0.806(0.804~0.808均正確)　(2)乙　(3)A (4)0~3　(5)0~0.6 5.如圖為“描繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)的實(shí)物電路,已知小燈泡的額定電壓為2.5 V。 (1)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟: ①閉合開關(guān)前,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,　;? ②閉合開關(guān)后,逐漸移動滑動變阻器的滑片,　　　　　　　　　　　　　　;? ③斷開開關(guān)

7、,……。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線。 (2)在虛線框中畫出與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖。 解析(1)滑動變阻器為分壓式接法,故閉合開關(guān)前,小燈泡兩端的電壓應(yīng)為零,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使它靠近滑動變阻器左端的接線柱。閉合開關(guān)后,逐漸移動滑動變阻器的滑片,增加小燈泡兩端的電壓,記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù),直至電壓達(dá)到額定電壓。 (2)與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖如圖所示。 答案(1)①使它靠近滑動變阻器左端的接線柱?、谠黾有襞輧啥说碾妷?記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù),直至電壓達(dá)到小燈泡額定電壓　(2)見解析圖 6.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,使用的小燈泡的規(guī)格

8、為“6 V　3 W”,其他供選擇的器材有: A.電壓表V1(量程0~6 V,內(nèi)阻20 kΩ) B.電壓表V2(量程0~20 V,內(nèi)阻60 kΩ) C.電流表A1(量程0~3 A,內(nèi)阻0.2 Ω) D.電流表A2(量程0~0.6 A,內(nèi)阻1 Ω) E.滑動變阻器R1(0~1 000 Ω,0.5 A) F.滑動變阻器R2(0~20 Ω,2 A) G.直流電源E,電壓6~8 V H.開關(guān)S及導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)中要求電壓表示數(shù)在0~6 V范圍內(nèi)變化,讀取并記錄下12組左右不同的電壓值U和對應(yīng)的電流值I,以便繪出伏安特性曲線。在上述器材中,電壓表應(yīng)選用　　　　　,電流表應(yīng)選用　　　　　,滑

9、動變阻器應(yīng)選用　　　　　,并在方框中畫出實(shí)驗(yàn)原理圖。? 解析小燈泡為“6 V　3 W”,額定電壓為6 V,額定電流為0.5 A,即允許通過小燈泡的電流最大不超過0.5 A,最大電壓不超過6 V。在選擇電壓表和電流表時,本著安全、精確的原則,安全原則即量程要大于所測電流或電壓值;精確原則是量程要盡量小,量程越小測量越精確。故電流表應(yīng)選A2,電壓表應(yīng)選V1?；瑒幼冏杵鬟x取時要本著安全、夠用、調(diào)節(jié)方便的原則,“安全”即流過滑動變阻器的最大電流I≈ER應(yīng)小于允許通過的最大電流;“調(diào)節(jié)方便”即滑動變阻器的總電阻應(yīng)接近小燈泡的電阻。本實(shí)驗(yàn)中小燈泡在正常工作時的電阻R燈=U2P=623 Ω=12 Ω,

10、故應(yīng)選用R2。連接電路時,滑動變阻器采用分壓式接法;電流表采用外接法。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示。 答案A　D　F　電路圖如圖 7.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,可供選擇的器材有: A.小燈泡:規(guī)格為“3.8 V　0.3 A” B.電流表:量程0~0.6 A,內(nèi)阻約為0.5 Ω C.電流表:量程0~3 A,內(nèi)阻約為0.1 Ω D.電壓表:量程0~5 V,內(nèi)阻約為5 kΩ E.滑動變阻器:阻值范圍0~10 Ω,額定電流2 A F.直流電源,電壓6 V(在實(shí)物圖中用蓄電池的符號代替) G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干 (1)為了使測量盡可能地準(zhǔn)確,需要使小燈泡兩端電壓從0逐漸增大到

11、3.8 V且能方便地進(jìn)行調(diào)節(jié),因此電流表應(yīng)選　　　　　。(填器材前序號)? (2)根據(jù)你選用的實(shí)驗(yàn)電路,將如圖所示的器材連成實(shí)物電路。 解析(1)因小燈泡的額定電流為0.3 A,為減小讀數(shù)誤差,應(yīng)讓指針偏角大一些,故電流表選B。 (2)由電流表外接和滑動變阻器采用分壓式接法知,電路圖如圖甲所示,由電路圖連接的實(shí)物圖如圖乙所示。 答案(1)B　(2)見解析圖 8.如圖甲所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。 (1)為了通過測量得到如圖甲所示I-U關(guān)系的完整曲線,在圖乙和圖丙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖　　　　　,簡要說明理由:　　　　　　

12、　　　　　　　　　　　。(電源電壓為9 V,滑動變阻器的阻值為0~100 Ω)? (2)在如圖丁所示的電路中,電源電壓恒為9 V,電流表讀數(shù)為70 mA,定值電阻R1=250 Ω。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為　　　　　V;電阻R2的阻值為　　　　　Ω。? 解析(1)圖乙的滑動變阻器用的是分壓式接法,加在熱敏電阻兩端的電壓可以從零調(diào)到所需電壓,從而能夠得到完整的I-U圖線,故選圖乙。 (2)通過R1的電流為I1=UR1=9250 A=36 mA,通過熱敏電阻的電流I2=I-I1=(70-36) mA=34 mA,由題圖甲可知熱敏電阻兩端的電壓為5.4 V,電阻R2=9-5.434×10-3 Ω≈105.9 Ω。 答案(1)乙　圖乙加在熱敏電阻兩端的電壓可以從零調(diào)到所需電壓 (2)5.4　105.9 - 6 -