【物理】2020届一轮复习人教新课标实验测量电阻丝的电阻率课时练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标实验测量电阻丝的电阻率课时练（解析版)

‎2020届一轮复习人教新课标 实验 测量电阻丝的电阻率 课时练（解析版)‎ ‎1．分别用如图所示的甲、乙两种电路测量同一未知电阻的阻值，图甲中两表的示数分别为3V、4mA，图乙中两表的示数分别为4V、3.8mA，则待测电阻Rx的真实值为（ ）‎ A．略小于1 kΩ B．略小于750 Ω C．略大小1 kΩ D．略大于750 Ω ‎2．用伏安法测电阻时，电流表有两种接法，如图甲、乙所示，则下列说法正确的是(    ) ‎ A．用甲图测量时，误差主要是由于电流表的分压作用造成的 B．用乙图测量时，误差主要是由于电流表的分压作用造成的 C．若待测电阻的阻值远远大于电流表的阻值，采用图甲测量的误差较小 D．若待测电阻的阻值与电流表阻值相差不多，采用图乙测量的误差较小 ‎3．某同学测量一只未知阻值的电阻Rx.‎ ‎(1)他先用多用电表进行测量，指针偏转如图甲所示，为了使多用电表的测量结果更准确，该同学应选用________挡位，更换挡位重新测量之前应进行的步骤是______________________________.‎ ‎(2)接下来再用“伏安法”测量该电阻，所用仪器如图乙所示，其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，变阻器最大阻值为100Ω.图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线______________．‎ ‎(3)该同学用“伏安法”测量的电阻Rx的值将______(选填“大于”“小于”或“等于”)被测电阻的实际值．‎ ‎(4)连接电路时应注意的主要事项：__________________‎ ‎_______________________________________(任回答一项)．‎ ‎4．(10分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下：‎ ‎(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm；用螺旋测微器测量其直径如图乙，由图可知其直径为________mm；用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_______Ω．‎ ‎(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：‎ A．待测圆柱体电阻R ‎ B．电流表A1，（量程0～4 mA，内阻约为50Ω）‎ C．电流表A2，（量程0～10mA，内阻约为30Ω）‎ D．电压表V1，（量程0～3V，内阻约为10 kΩ）‎ E. 电压表V2，（量程0～15V，内阻约为25 kΩ）‎ F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）‎ G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）‎ H．直流电源E（电动势4V，内阻不计）‎ I． 开关S、导线若干 为使实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_____，电压表______，滑动变阻器_____（填所选器材的符号），并在虚线框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号．‎ ‎(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为 ρ=________Ω·m．(保留2位有效数字)‎ ‎5．某同学测量一金属导体的电阻率，如图甲所示，该导体横截面为空心的正方形。外正方形的边长是内正方形边长的2倍且内正方形中空。经粗略测量该金属导体电阻为左右。为了精确测量它的阻值R，以便进一步测出该材料的电阻率，实验室备有下列器材。‎ A.电源E（电动势为3V，内阻不计）‎ B.电流表A1（量程为0～1A，内阻r1约为）‎ C.电流表A2（量程为0～0.6A，内阻）‎ D.滑动变阻器（阻值范围0～）‎ E.开关S，导线若干 ‎（1）请在图乙虚线框内补充画出完整、合理的测量电路图_______。‎ ‎（2）做实验时，先把滑动变阻器滑片P滑动到A端，闭合开关S，滑动P到合适位置，记录电流表A1的读数，记录电流表的读数，可以求出金属导体电阻R=___________（用题中所给字母表示），然后滑动滑片，多次测量求平均值，可得到更精确阻值。‎ ‎（3）该同学测得外正方形的边长为a，金属导体的长度为L。用已经测得的物理量、、L、a及题中所给物理量可得到该金属材料电阻率的表达式为_____________。‎ ‎6．某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：‎ A.电流表内阻，满偏电流 B.电流表内阻约为，量程为 C.定值电阻 D.滑动变阻器 E.干电池组 F.一个开关和导线若干 G.螺旋测微器，游标卡尺 ‎（1）如图1，用螺旋测微器测金属棒直径为______mm；如图2用10分度游标卡尺测金属棒长度为______cm．‎ ‎（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡填“”或“”，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为______ ‎ ‎ ‎ ‎（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，并在图4的实线框里画出其电路图_________．‎ ‎（4）若实验测得电流表示数为，电流表示数为，则金属棒电阻的表达式为_____________________（用，，，表示）‎ ‎7．为测量一段粗细均匀、直径为d、电阻较大的金属丝的电阻率，某同学设计了如图（a）所示的电路，其中MN为金属丝，R0是保护电阻。调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表的示数U，电流表的示数I以及对应的金属丝PN的长度x。‎ ‎（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图（b）所示，则金属丝的直径d=______________mm；‎ ‎（2）在坐标纸上描绘出图线，如图（c）所示。若图线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则金属丝的电阻率ρ=____________（用题目中所给符号表示）；‎ ‎（3）如果不考虑偶然误差，通过该实验测得金属丝的电阻率__________金属丝电阻率的真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。‎ ‎8．（1）某同学用多用电表测量一定值电阻的阻值，把选择开关旋到“×1”和“×10”两个不同挡位，经正确操作，测量时指针偏转分别为如图中的位置a和位置b所示。则“×10”挡对应指针位置_____（填“a”或“b”），其电阻测量值为____Ω。‎ ‎（2）某同学准备研究某电学元件的伏安特性，现有的电流表和电压表内阻未知，于是设计了如图所示的电路图。接通S1前，要将滑线变阻器的滑片C置于____（填“A”或“B”）；将S2置于位置1并合上S1，调节滑片C，使电压表和电流表有一合适的指示值，记下这时的电压值U1 和电流值I1，然后将S2置于位置2，记下U2和I2。分别比较U1、I1 与U2、I2，该同学发现电流表示值有显著增大，而电压表示值几乎不变，则说明_______，S2应接____(填“1”或者“2”)。‎ ‎9．在“测定金属电阻率”的实验中需要测出其长度L直径d和电阻R.‎ ‎（1）用螺旋测微器测金属丝直径读数如图甲，则金属丝的直径为____mm ‎（2）若用图乙测金属丝的电阻，测量结果将比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）‎ ‎（3）某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如图丙所示，则电流表读数是0.46A、电压表的读数是____V，可计算出金属丝的电阻为____Ω ‎10．为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择。‎ 电流表A1(量程0～50 mA，内阻约10 Ω)；‎ 电流表A2(量程0～3 A，内阻约0.12 Ω)；‎ 电压表V1(量程0～3 V，内阻很大)；‎ 电源E(电动势约为3 V，内阻约为0.2 Ω)；‎ 滑动变阻器R1(0～10 Ω)；‎ 滑动变阻器R2(0～1 kΩ)；‎ 定值电阻R3=30 Ω； 定值电阻R4=300 Ω；‎ 单刀单掷开关S一个，导线若干。‎ ‎(1)电流表应选____，滑动变阻器应选______，定值电阻应选 _______(填器材的元件符号)；‎ ‎(2)某次测量中，电压表示数如上图(1)所示，则此电压值为_____________V；‎ ‎(3)请在上面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图，并标出电路元件的字母符号____。(要求所测量范围尽可能大)；‎ ‎(4)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=__（用题目中所给字母符号表示）。‎ ‎ 参考答案 ‎1．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 甲乙两图的电压变化较大，说明电流表的分压较大，故应采用甲图测量，而采用甲图，由于电压表的分流，所以测量的电流比实际大，故测量值偏小，所以应略大于，故D正确。‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AC.由图甲所示电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用，使所测电流偏大，实验误差来源于电压表分流，当电压表内阻远大于待测定值阻值时采用该电路误差较小，故AC错误；‎ BD.由图乙所示电路图可知，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，所测电压偏大，试验误差是由电流表的分压造成的，当待测电阻阻值远大于电流量表内阻时，用该电路试验误差较小，故B正确，D错误。‎ ‎3．×100欧姆挡调零大于使滑动变阻器所分的电压为零电表的正负接线柱不能接错 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）多用电表电阻读数=指针的指示值×倍率。多用电表指针偏转角太小，为了减小误差，换用大倍率，指针可在刻度盘中央附近； （2）由于待测电阻与电压表内阻相近，而比电流表内阻大得多，采用电流表内接法，因为变阻器最大电阻较小，采用分压式接法； （3）由于电流表的分压，电阻测量值是电阻与电流表串联的阻值，比真实大；‎ ‎（4）掌握实验的注意事项；‎ ‎【详解】‎ ‎（1）指针的指示值为，倍率为10，则读数为，多用电表指针偏转角太小，为了减小误差，换用“”挡，指针可在刻度盘中央附近，更换挡位重新测量之前应进行欧姆挡调零，从而进一步减小实验误差； （2）因为，则采用电流表内接法，又变阻器最大电阻远小于待测电阻，故变阻器采用分压式接法，根据这两点连接线路，如图：‎ ‎ （3）由于电流表的分压，的电压测量值比真实值大，根据，则电阻测量值比真实值大，实际测量的是电阻与电流表串联的阻值；‎ ‎（4）连接电路时应注意的主要事项: 使滑动变阻器所分压部分的电压为零，从而保护电表，同时要注意电表的正负接线柱不能接错，等等。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查设计电路的能力，首先了解实验原理，然后画出电路图，然后连接实物图，最后进行实验现象的分析。‎ ‎4．（1）50.15mm；（2）4.700mm；（3）220Ω；（4）如图所示 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由图甲，游标卡尺的读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm；由图乙，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，螺旋测微器的读数为4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm；由图丙，用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率，当指针指在中央附近时测量值较准确，欧姆表表盘的示数为22.0×10Ω=220Ω。‎ ‎（2）电源电动势为4V，故电压表应选V1，待测电阻中最大电流约为，则电流表应选A2；滑动变阻器选择小量程的，便于调节，故选R1；因待测电阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法；又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值，故变阻器应用分压式接法，电路图如图所示：‎ ‎（3）根据电阻定律、，代入数据解得：‎ 考点：本题考查了测定金属的电阻率和螺旋测微器及游标卡尺的读数。‎ ‎5．见解析 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）[1]电路图如图所示。‎ ‎（2）[2]由并联知识和电阻定义式可知 ‎。‎ ‎（3）[3]该导体横截面积为 由电阻定律 可得 ‎。‎ ‎6．6.123 10.65 17.0 如图所示 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）[1].金属丝的直径为：d=6mm+12.3×0.01mm=6.123mm；‎ ‎[2].长度为：L=106mm+5×0.1mm=106.5mm=10.65cm； （2）[3].[4].用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，示数偏小，要增大示数则要倍率减小换成×1Ω的倍率，则初测电阻为：R=17.0Ω； （3）[5].由于题目中没有给出电压表，显然是用电流表A1与R0串联后组成电压表，为多测几组数据滑动变阻器采用分压接法，设计的电路图如图所示:‎ ‎ （4）[6.]由电路连接及欧姆定律可求出金属棒的电阻为：‎ ‎。‎ ‎7．0.679-0.681 等于 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）[1]由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm。‎ ‎（2）[2]由电路图可知，电压表的示数为：‎ 其中 联立可得：‎ 图线的斜率为 即 ‎（2）[3]由 可知电阻丝的电阻率，与电流表内阻无关，所以该实验测得金属丝的电阻率等于金属丝电阻率的真实值.‎ ‎8．b 12.0 B 待测电阻值远大于电流表内阻，与电压表内阻接近 1 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）［1］欧姆表表盘右端为“0”，在用多用电表测量一定电阻的阻值时，应该合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近，若指针偏转角太大，应改接低档位；由此可知，“×10”挡对应指针位置应在b，“×1”挡对应指针位置应在a。‎ ‎［2］用“×10”挡指针偏转角太大，误差较大，所以用“×1”挡其电阻测量值较准确，测量值为12.0。‎ ‎（2）［3］本实验滑线变阻器采用了分压接法，基于安全性原则，接通S1前，要将滑线变阻器的滑片C置于B端。‎ ‎［4］S2分别置于位置1和2，发现电流表示值有显著增大，而电压表示值几乎不变，这说明待测电阻值远大于电流表内阻，与电压表内阻接近，电压表的分流比较明显。‎ ‎［5］为了减小实验的误差，电流表应采用内接法，即S2应接1。‎ ‎9． 偏小 2.40V ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1]由图甲所示螺旋测微器可以知道,固定刻度示数为,可动刻度示数为 ‎,‎ 螺旋测微器示数为 ‎; (2)[2]由图示电路图可以知道,电流表采用外接法,因为电压表的分流作用,所测电流偏大,由欧 姆定律可以知道,电阻测量值小于真实值.‎ ‎(3)[3][4]由图丙所示电压表可以知道,其量程为3V,分度值为0.1,示数为2.40V;则电阻 ‎10．A1 R1 R3 1.70 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）[1] 测量电阻时电流较小，可能达到的最大电流为 则电流表应选A1；‎ ‎[2] 为使测量范围尽可能大，滑动变阻器应采用分压式接法，故应选最大阻值小的变阻器R1；‎ ‎[3]因为电压表的量程是3V，电流表的量程是100mA，最小电阻 待测电阻约为30 Ω，若把定值电阻R与被测电阻串联后作为被测电阻，这样测量更准确，定值电阻应选R3=30 Ω，这样电表的读数满足对电表读数不小于满偏一半，测量较准确；‎ ‎（2）[4]电压表的量程是3V，所以电压表的读数是1.70V；‎ ‎（2）[5] 由于电压表的内阻很大，故应采用电流表外接法；故电路如下图所示：‎ ‎（4）[6] 某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则待测电阻阻值的表达式为