【物理】2020届一轮复习粤教版24实验：测定金属的电阻率　描绘小灯泡的伏安特性曲线作业

【物理】2020届一轮复习粤教版24实验：测定金属的电阻率　描绘小灯泡的伏安特性曲线作业

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 小题狂练 小题是基础　练小题　提分快 ‎1.[2019·广东省汕头市潮南实验学校摸底]测定一卷阻值约为30 Ω的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：‎ A．电流表A：量程‎0.6 A，内阻RA约为20 Ω B．电压表V：量程15 V，内阻RV约为4 kΩ C．学生电源E：可提供20 V直流电压 D．滑动变阻器R1：阻值范围0～10 Ω E．滑动变阻器R2：阻值范围0～500 Ω F．电键S及导线若干 ‎(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择________(选填“R‎1”‎或“R‎2”‎)，并将图1方框中的电路图补画完整．‎ ‎(2)根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表的示数如图2和图3所示，则电压表的读数U为________V，电流表的读数I为________A.‎ ‎(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为ρ，则这一卷漆包线的长度L＝________(用U、I、d、ρ表示)．‎ 答案：(1)R1　电路图见解析　(2)13.5　0.46　(3) 解析：‎ ‎(1)题目中给出的电源电压为20 V，而给出的电压表量程为15 V，为了便于控制，采用滑动变阻器分压接法，故滑动变阻器选最大阻值较小的D；由于电流表的内阻与漆包线的阻值相差不多，测量电路应用电流表外接法，电路图如图所示；(2)电压表量程为15 V ‎，故最小分度为0.5 V，读数为13.5 V，电流表量程为‎0.6 A，最小分度为‎0.02 A，则读数为‎0.46 A；(3)由电阻公式可知：RL＝＝ρ＝ρ，得漆包线的长度L＝.‎ ‎2．[2019·河北省名校联盟一测]冬春季节降水量少，广东沿海附近江河水位降低，涨潮时海水倒灌，出现所谓的“咸湖”现象，因此沿海地区城市自来水的离子浓度增高，水质受到影响，为了研究“咸湖”出现的规律，某同学设计了一个检测河水电阻率的实验，他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图1所示，两电极相距L＝‎0.314 m，其间充满待测的河水，安装前他用如图2所示的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图3所示，他还选用了以下仪器：量程15 V、内阻约300 kΩ的电压表；量程300 μA、内阻约50 Ω的电流表；最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器；电动势E＝12 V、内阻r＝6 Ω的电池，开关一只以及导线若干．图4坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的8个点表示他测得的8组电流I、电压U的值，根据以上材料完成以下问题．‎ ‎(1)测量玻璃管的内径时，应将图2中游标卡尺的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触(填代号)．‎ ‎(2)玻璃管的内径d＝________mm.‎ ‎(3)图5中的实物仪器有一部分已连线，将其他部分连接成能测出图4数据的实物连接图．‎ ‎(4)河水的电阻率ρ＝________(结果保留两位有效数字)．‎ 答案：(1)A　(2)5.50　(3)见解析　(4)7.6 Ω·m 解析：(1)根据游标卡尺的使用方法可知，测量玻璃管内径时，应用题图2游标卡尺的A部分与玻璃管的内径接触．(2)游标卡尺读数为d＝‎5 mm＋10×‎0.05 mm＝‎5.50 mm.(3)在测量水柱的电阻时，滑动变阻器应用分压式接法，由题给数据知水柱的电阻远大于电流表内阻，所以电流表应用内接法，实物连线图如图1所示．(4)在坐标图中画出U—I图线如图2所示，由U—I图象可求出水柱电阻R＝＝ Ω＝1×105 Ω，再根据S＝及R＝ρ，可解得ρ＝＝ Ω·m＝7.6 Ω·m.‎ ‎3．[2019·江苏省苏州调研]某实验小组在“测定金属丝的电阻率”的实验过程中：‎ ‎(1)小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是________mm、________A、______ V.‎ ‎(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω，电流表内阻约几欧，电压表内阻约几十千欧，电源为干电池组(不宜在长时间、大功率状况下使用)，电源电动势E＝4.5 V，内阻较小，则A、B两电路图中，________(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电路，但用此电路测量的金属丝电阻会偏________(选填“大”或“小”)．‎ ‎(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0 Ω，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是两电路图中的________(选填字母代号)，使用该电路实验时，电流表示数为I、电压表示数为U，则金属丝电阻Rx＝________(用题中字母代号表示)．‎ 答案：(1)0.999(0.998～1.000)　0.42　2.27(2.25～2.29)　(2)A　小　(3)B　－RA 解析：(1)螺旋测微器固定部分为‎0.5 mm，可动部分可估读为49.9×‎0.01 mm，故读数为：‎0.5 mm＋49.9×‎0.01 mm＝‎0.999 mm；电流表量程为‎0.6 A，则最小刻度为‎0.02 A，故读数为‎0.42 A；电压表量程为3 V，最小刻度为0.1 V，故读数为2.27 V．(2)因电源不能在大功率下长时间使用，则本实验中滑动变阻器应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的阻值约为5 Ω，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小．所以选A电路，此电路测量的金属丝电阻会偏小．(3)因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测电阻及电流表的总电阻R总＝，则待测电阻Rx＝R总－RA＝－RA.‎ ‎4．[2019·四川省龙泉一中模拟]要测量某种合金丝的电阻率．‎ ‎(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ＝________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________mm.‎ ‎(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．根据原理图在图丙中将实物图补充完整．‎ ‎(3)闭合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1＝1.35 V，I1＝‎0.30 A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2＝0.92 V，I2＝‎0.32 A．根据以上测量数据判断，当S2处于位置__________(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx＝__________Ω(结果保留两位有效数字)．‎ 答案：(1)　0.650　(2)实物图见解析　(3)b　2.9‎ 解析：(1)合金丝电阻：R＝ρ＝ρ，则电阻率：ρ＝；由题图甲可知，其读数为：‎0.5 mm＋15.0×‎0.01 mm＝‎0.650 mm；(2)实物图如图所示；(3)根据||＝＝0.32，而＝＝0.07，可知，电压表变化较大，电流表内阻影响较大，因此电流表必须外接，即S2处于位置b，根据欧姆定律，则有：Rx＝ Ω＝2.9 Ω.‎ ‎5．[2019·山西省忻州一中模拟]要测绘一个标有“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.‎ 答案：(1)A　C　E　(2)实物图连接见解析 ‎(3)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大　0.72‎ 解析：(1)灯泡额定电压为3 V，故电压表应选择3 V量程的A；由P＝可知，I＝＝ A＝‎0.5 A，故电流表应选择C ‎；本实验要求电流从零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，故滑动变阻器应选用最大阻值较小的E.(2)本实验采用滑动变阻器分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接法；如图所示．(3)灯泡电阻随温度的升高而增大，因此图象为曲线；当电压为1.8 V时，电流为‎0.4 A，则功率P＝UI＝1.8×0.4 W＝0.72 W.‎ ‎6．[2019·河北省承德二中模拟]某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验器材有：‎ 电压表：量程为3 V，内阻为3 kΩ 电流表：量程为‎0.6 A，内阻约为2 Ω 定值电阻R0：阻值为1 kΩ 小灯泡L：额定电压为3.8 V 滑动变阻器R：阻值范围为0～10 Ω 电池E：电动势为6 V 开关S，导线若干．‎ 该同学按如图甲所示的电路进行实验，通过正确实验操作和读数，得到了几组电压表的示数和电流表的示数，部分数据如下表：‎ 电流(A)‎ ‎0.085‎ ‎0.155‎ ‎0.212‎ ‎0.235‎ ‎0.278‎ ‎0.315‎ 电压(V)‎ ‎0.17‎ ‎0.60‎ ‎1.20‎ ‎1.50‎ ‎2.10‎ ‎2.70‎ ‎(1)当电压表示数为1.20 V时，小灯泡两端的电压为________V．(保留三位有效数字)‎ ‎(2)在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线．‎ ‎(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 Ω的干电池连接成闭合电路，此时小灯泡的电阻为________Ω，实际功率为________W．(结果保留两位有效数字)‎ 答案：(1)1.60　(2)见解析　(3)6.6　0.21‎ 解析：(1)由题图甲可知，电压表与定值电阻串联后并联接在灯泡两端，则灯泡的实际电压为电压表两端电压与定值电阻两端电压之和，则可知U1＝(RV＋R0)＝×(3＋1) V＝1.60 V；(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的I—U图象，如图所示；(3)若把这个小灯泡与电动势为3 V、内阻为10 Ω的干电池连接成闭合电路，电池的路端电压与灯泡两端的电压相等，作出电源的伏安特性曲线，则两图线的交点表示灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压为1.18 V，电流为‎0.18 A；由欧姆定律可知，灯泡内阻RL＝＝ Ω＝6.6 Ω，灯泡的功率P＝UI＝1.18×0.18 W＝0.21 W.‎ 课时测评 综合提能力　课时练　赢高分 ‎1.[2018·全国卷Ⅲ]一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0＝20.0 Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：‎ ‎(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；‎ ‎　‎ ‎(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；‎ ‎(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下此时电压表 的示数U2.‎ ‎(4)待测电阻阻值的表达式Rx＝________(用R0、U1、U2表示)．‎ ‎(5)重复步骤(3)，得到如下数据：‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ U1/V ‎0.25‎ ‎0.30‎ ‎0.36‎ ‎0.40‎ ‎0.44‎ U2/V ‎0.86‎ ‎1.03‎ ‎1.22‎ ‎1.36‎ ‎1.49‎ ‎3.44‎ ‎3.43‎ ‎3.39‎ ‎3.40‎ ‎3.39‎ ‎(6)利用上述5次测量所得的平均值，求得Rx＝____ Ω.(保留1位小数)‎ 答案：(1)实物连线如图 ‎(4)R0　(6)48.2‎ 解析：(1)根据原理图，沿电流的流向依次连接．‎ ‎①先将E、R、S1连接起来，组成闭合回路．‎ ‎②将R0、Rx与R连接起来．‎ ‎③将、S2与Rx连接起来．‎ ‎(4)由于为理想电压表，故S2接1、或接2时流过R0、Rx的电流相等．‎ 根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得 ＝ 解得Rx＝R0‎ ‎(6)将各次的代入Rx＝R0得 Rx1＝48.8 Ω　Rx2＝48.6 Ω　Rx3＝47.8 Ω　Rx4＝48.0 Ω　Rx5＝47.8 Ω 然后求平均值，即Rx＝＝48.2 Ω.‎ ‎2．[2018·全国卷Ⅰ]某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在‎25 ℃‎～‎‎80 ℃‎ 范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称值(‎25 ℃‎时的阻值)为900.0 Ω；电源E(6 V，内阻可忽略)；电压表(量程150 mV)；定值电阻R0(阻值20.0 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9 Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.‎ 实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至‎80.0 ℃‎.将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开S1，记下此时R2的读数．逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到‎25.0 ℃‎.实验得到的R2－t数据见下表.‎ t/℃‎ ‎25.0‎ ‎30.0‎ ‎40.0‎ ‎50.0‎ ‎60.0‎ ‎70.0‎ ‎80.0‎ R2/Ω ‎900.0‎ ‎680.0‎ ‎500.0‎ ‎390.0‎ ‎320.0‎ ‎270.0‎ ‎240.0‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”)端；‎ ‎(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线；‎ ‎(3)由图(b)可得到RT在‎25 ℃‎～‎80 ℃‎范围内的温度特性．当t＝‎44.0 ℃‎时，可得RT＝______ Ω；‎ ‎(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为________ Ω，则手心温度为________ ℃.‎ 答案：(1)b　(2)如图所示 ‎(3)450　(4)620.0　33.0‎ 解析：(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大．‎ ‎(3)由图象可知t＝‎44.0 ℃‎时，电阻的阻值为450 Ω.‎ ‎(4)由图(c)可得电阻箱阻值为620.0 Ω，由图象可得温度约为‎33.0 ℃‎.‎ ‎3．[2019·吉林省长春一测]为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下器材可供选择：‎ 电流表A1(量程为0～50 mA，内阻约为10 Ω)；‎ 电流表A2(量程为0～3 A，内阻约为0.12 Ω)；‎ 电压表V1(量程为0～3 V，内阻很大)；‎ 电压表V2(量程为0～15 V，内阻很大)；‎ 电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)；‎ 定值电阻R(20 Ω，允许最大电流为‎1.0 A)；‎ 滑动变阻器R1(0～10 Ω，允许最大电流为‎2.0 A)；‎ 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，允许最大电流为‎0.5 A)；‎ 单刀单掷开关S一个，导线若干．‎ 根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、测量精确度高．‎ ‎(1)电流表应选____________，电压表应选____________，滑动变阻器应选____________(填写器材符号)．‎ ‎(2)请在虚线框内画出测量电阻Rx阻值的实验电路图(并在电路图中标出所用元件的对应符号)．‎ ‎(3)若电压表示数为U，电流表示数为I，则待测电阻Rx的表达式为Rx＝____________.‎ 答案：(1)A1　V1　R1　(2)如图所示　(3)－R(－20 Ω也对)‎ 解析：(1)因电源电压约为3 V，故电压表量程应选择0～3 V，即选电压表V1；因待测电阻约为30 Ω，则电路中的最大电流约为100 mA,0～3 A的电流表量程太大，应选用量程为0～50 mA的电流表，故选电流表A1；根据题意可知，电路应采用分压式接法，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1.(2)为了使测量范围尽可能大，同时为了提高实验的精确度，根据电压表和电流表量程、待测电阻阻值分析可知，需将定值电阻接入电路与待测电阻串联；电压表的内阻很大，分流较小，故采用电流表外接法．(3)由欧姆定律可知R＋Rx＝，可得Rx＝－R.‎ ‎4．[2019·江苏省南京调研] 图甲是用来测量某电阻丝(阻值约二十欧姆)材料的电阻率的电路图．实验中把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上，移动滑片改变接触点P的位置，可改变接入电路中电阻丝的长度．实验可供选择的器材还有：‎ 器材编号 器材名称 规格与参数 A 电源E 电动势3.0 V，内阻未知 B 电流表A1‎ 量程0～ 100 mA，内阻约为5 Ω C 电流表A2‎ 量程0～0‎.6 A，内阻约为0.2 Ω D 电阻箱R ‎0～999.9 Ω E 开关、导线 若干 实验操作如下：‎ a．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；‎ b．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；‎ c．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；‎ d．接触点P在电阻丝上某位置时，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关，记录电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度l；‎ e．改变接触点P的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏；重复多次，记录每一次电阻箱的阻值R和接入电路的电阻丝长度l；‎ f．断开开关，整理好器材，进行实验数据分析．‎ ‎(1)某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，d＝________ mm；‎ ‎(2)实验中电流表应选择________(选填供选器材前的编号)；‎ ‎(3)用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度l的数据，绘出了如图丙所示的R—l关系图线，图线在R轴的截距为R0，在l轴的截距为l0，那么电阻丝的电阻率表达式ρ＝________(用R0、l0、d表示)；‎ ‎(4)本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果______(选填“有”或“无”)影响，这是因为_________________．‎ 答案：(1)0.730(0.728～0.732均可)　(2)B　(3)　(4)无　见解析 解析：(1)螺旋测微器的读数为：d＝‎0.5 mm＋23.0×‎0.01 mm＝‎0.730 mm；(2)电阻丝的电阻在二十欧姆左右，电源电动势为3 V，则电路中的电流约‎0.15 A，所以电流表应选B；(3)根据闭合电路欧姆定律：E＝Ig(R＋Rl＋r＋RA1)，又Rl＝ρ，联立解得：R＝－r－－RA1，由题图丙可知：＝＝，解得：ρ＝；(4)由(3)可知电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率无影响．‎ ‎5．[2019·山西重点中学联考]太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I—U特性．所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．‎ ‎(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的______(选填“a”或“b”)．‎ ‎(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的I—U图象．由图乙可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池板的电阻__________(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池板的电阻为__________Ω.‎ ‎(3)当有光照射时，太阳能电池板可视为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该太阳能电池板视为电源时的电动势为________V；若把它与阻值为1 kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在该光照射情况下，该太阳能电池板的效率是________%.(结果保留三位有效数字)‎ 答案：(1)a　(2)很大　1 000‎ ‎(3)2.80　64.3(64.1～64.5之间均可)‎ 解析：(1)用题图甲中a电路可以在太阳能电池板上得到从零开始的电压，从而得到太阳能电池板的伏安特性曲线，故应选a.(2)由题图乙可知，当电压小于2.00 V时，通过太阳能电池板的电流为零，故太阳能电池板的电阻很大；当电压为2.80 V时，电流为2.80 mA，则太阳能电池板的电阻为R′＝＝1 000 Ω.(3)U—I图线纵轴截距表示电源电动势，太阳能电池板视为电源时的电动势为2.80 V；若把它与阻值为1 kΩ 的电阻连接构成一个闭合电路，则画出此电阻的U—I图线与太阳能电池板的U—I图线交于一点，读出U＝1.80 V，I＝1.80 mA，该太阳能电池板的效率是η＝＝×100%≈64.3%.‎ ‎6．[2019·河南省豫南九校联考]为测绘一个标有“4V　2.4 W”的小电风扇(线圈电阻恒定)的U—I图线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4 V，并便于操作，实验室备有下列器材：‎ A．电池组(电动势为4.5 V，内阻约为1 Ω)‎ B．电压表(量程为0～6 V，内阻约为4 kΩ)‎ C．电流表A1(量程为0～‎0.6 A，内阻约为0.2 Ω)‎ D．电流表A2(量程为0～‎3 A，内阻约为0.05 Ω)‎ E．滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω，额定电流‎1 A)‎ F．滑动变阻器R2(最大阻值1 750 Ω，额定电流‎0.3 A)‎ G．开关和导线若干 ‎(1)实验中所用的电流表应选________(选填“C”或“D”)，滑动变阻器应选 (选填“E”或“F”)．‎ ‎(2)请用笔画线代替导线将实物图(图甲)连接成符合这个实验要求的电路．‎ ‎(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数大于0.5 V时电风扇才开始转动，小电风扇的U—I图象如图乙所示，则电风扇的电阻为________Ω，正常工作时的机械功率为________W.‎ 答案：(1)C　E　(2)见解析　(3)2.5　1.5‎ 解析：(1)电风扇的额定电流I＝＝‎‎0.6 A ‎，从读数误差的角度考虑，电流表选择C，电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择最大阻值较小的E时误差较小，调节也方便；(2)因为电压、电流需从零开始测量，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻约6.67 Ω，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，实物图的连接如图所示；(3)电压表示数小于0.5 V时电风扇没转动，根据欧姆定律得R＝＝ Ω＝2.5 Ω，正常工作时电压为4 V，根据图象知电流为‎0.6 A，则电风扇发热功率P′＝0.36×2.5 W＝0.9 W，则机械功率P″＝(2.4－0.9) W＝1.5 W.‎ ‎7.‎ 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(0～‎3 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＝________.‎ 答案：(1)ABCEFHI　(2)如图所示 ‎(3)横截面边长a、管线长度L、管线两端电压U、通过管线的电流I　a2－ 解析：(1)本实验需要用伏安法测量电阻，根据欧姆定律有R＝，同时要结合电阻定律公式R＝ρ求解截面积，故要用电压表测量电压，用电流表测量电流，用刻度尺测量长度，用螺旋测微器测量边长．当然，要组成电路，还需要电源、开关、导线以及滑动变阻器．由于电阻通电电流较大时升温明显，影响电阻率，故要小电流，电流表选择较小量程．(2)由于要求尽可能测出多组有关数值，故滑动变阻器要采用分压式接法，金属管线电阻较小，因此电流表采用外接法．(3)根据欧姆定律有R＝，根据电阻定律公式有R＝ρ，由此解得S＝.因此要用螺旋测微器测横截面边长a，用毫米刻度尺测金属管线长度L，用电压表测金属管线两端电压U，用电流表测通过金属管线的电流I，因此金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0＝a2－.‎ ‎8．小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：‎ ‎(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐 增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是(　　)‎ A．阻值一直为0‎ B．阻值先不变，后阶段变小 C．阻值恒定且远大于R2‎ D．阻值先不变，后阶段变大 ‎(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其i－u线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其i－u线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的________极(填“正”或“负”)．‎ ‎(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框部分是其内部等效电路，已知电源电动势E＝9 V，电表满偏电流Ig＝3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为________Ω；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为________Ω.‎ 答案：(1)B　(2)负　(3)3 000(或3×103)　6 000(或6×103)‎ 解析：(1)因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则知元件阻值先不变，后阶段变小，故B正确．(2)结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色部分为负极．(3)由R总＝，解得R总＝3 000 Ω；D恰好处于稳压工作区时，其两端电压U＝6 V，而U＝，解得RD＝6 000 Ω.‎