2013江苏省高考物理一轮精品专项训练: 第七章 实验五 探究决定导线电阻的因素
2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习第七章实验五探究决定导线电阻的因素
第七章实验五探究决定导线电阻的因素1.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是() A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变解析:实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法.故A、C操作错误.答案:AC2.将图实-5-19所示的螺旋测微器的读数写出来.图实-5-19甲.______mm乙.______cm解析;先读出固定尺上的读数,再读出可动尺上的读数.甲.8 mm+47.7×0.01 mm=8.477 mm.乙.6.5 mm+7.8×0.01 mm=6.578 mm=0.6578 cm.答案:8.4760.65783.某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图实-5-20所示,该铜丝的直径为________mm.图实-5-20解析:螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5 mm,可动刻度部分读数为0.093 mm,所以所测铜丝直径为4.593 mm.答案:4.592~4.5944.(1)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图实-5-21所示,则测量结果应该读作________mm.图实-5-21(2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图实-5-22所示,此示数为________mm.图实-5-22答案:(1)10.40 (2)2.7205.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻的实验中,根据同一组数据进行正确描点后,甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线,如图实-5-23甲、乙所示,根据你对实验的理解,你认为________同学的图线正确,根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)图实-5-23解析:当金属丝两端电压为零时,通过的电流也为零,因此图线必过原点,故甲同学的图线正确;在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点,其坐标值为(0.4 A ,1.52 V),故金属丝电阻为:R =UI =1.520.4Ω=3.8 Ω. 答案:甲 3.8(3.7~3.9均可)6.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,待测金属丝的电阻R x 约为5 Ω,实验室备有下列实验器材:A.电压表(量程0~3 V,内阻约为15 kΩ)B.电压表(量程0~15 V,内阻约为75 kΩ)C.电流表(量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω)D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)E.变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A)F.变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)G.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)H.开关S,导线若干(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有____________________(填代号).(2)为减小实验误差,应选用图实-5-24中________[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图,并按所选择的电路原理图把图实-5-25中的实物图用线连接起来.图实-5-24图实-5-25(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图实-5-26所示,则金属丝的直径为__________mm,电阻值为________Ω.图实-5-26解析:(1)由于电源的电动势为3 V,所以电压表应选A;被测电阻约为5 Ω,电路中的最大电流约为I=ER x=35A=0.6 A,电流表应选D;根据变阻器允许通过的最大电流可知,变阻器应选E;还要选用电池和开关,导线若干.故应选用的实验器材有ADEGH.(2)由于R V R x >R xR A,应采用电流表外接法,应选图(b)所示电路,实物连接如图所示.(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm ,从电压表可以读出电阻两端电压 为1.20 V ,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A ,被测电阻的阻值为Rx= = Ω \=2.4 Ω 答案:见解析7.有一根圆台状匀质合金棒如图实-5-27甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L 和两底面直径d 、D 有关.他进行了如下实验:图实-5-27(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d 、D 和长度L .图乙中游标卡尺(游标尺上有20 个等分刻度)的读数L =________cm.(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒 的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字 表示)(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R =6.72 Ω,根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L 、直径分别为d 和D 的圆柱状合金棒的电阻分别为R d =13.3 Ω、R D =3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R 满足R 2=R d ·R D ,由此推断该圆台状合金棒的电阻R =________.(用ρ、L 、d 、D 表示)解析:(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05 mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标尺上找出对的最齐一根刻线,精度×格数=0.05×8 mm=0.40 mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,99.00 mm +0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm.(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安培表内接法.(3)根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R d=13.3Ω、R D=3.38 Ω.即R d=ρLπ(d/2)2,R D=ρLπ(D/2)2,而电阻R满足R 2=Rd·R D,将R d、R D代入得R=4ρLπdD.答案:(1)9.940(2)⑥(3)4ρLπdD。
江苏高三物理一轮复习必考部分第7章恒定电流实验6决定导体电阻的因素(同时练习使用螺旋测微器)重应用实验专
实验6 决定导体电阻的因素(同时练习使用螺旋测微器)A 级 基础训练1.用20分度的游标卡尺测量某工件的内径时,示数如图实69甲所示,由图可知其长度为________cm ;用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时,示数如图乙所示,由图可知其直径为________mm.【导学号:96622129】甲 乙图实69【解析】 游标卡尺读数50 mm +0.05×3 mm=50.15 mm =5.015 cm.螺旋测微器读数4.5 mm +0.01×20.0 mm=4.700 mm.【答案】 5.015 4.700(或4.701)2.(2014·全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 约为200 Ω,电压表○V 的内阻约为2 k Ω,电流表Ⓐ的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图实610(a)或图(b)所示,结果由公式R x =U I计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数.若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2,则________(填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x 1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x 2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.(a) (b)图实610【解析】 R x R A =20,R V R x=10,因R x 属于大电阻,用电流表内接法时测量值更接近真实值,即R x 1更接近真实值;因此R x 1=U I =R x +R A ,故R x 1>R x ,R x 2=U I =R 并(即R x 与R V 的并联值),故R x 2<R x .【答案】 R x 1 大于 小于3.小张同学打算测量某种由合金材料制成的金属丝的电阻率ρ.待测金属丝的横截面为圆形.实验器材有:毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表(内阻约几千欧)、电流表(内阻约几欧)、滑动变阻器、电源、电键、待测金属丝及导线若干.【导学号:96622130】(1)用毫米刻度尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图实611甲和图乙所示.由图可知其长度L =________cm ,直径为D =________mm ;图实611(2)该同学计划要用图象法求出电阻的阻值,要求电压从0开始变化.请将图丙所示实物电路图中所缺部分补全;(3)图丁是实验中测得的6组电流I 、电压U 的值描的点,由图求出的电阻值R =________Ω;(保留3位有效数字)(4)请写出待测金属丝的电阻率ρ的表达式__________.(用测得的物理量的符号表示)【解析】 (1)金属丝长度测量值为59.40 cm ;螺旋测微器的读数为43.4×0.01 mm=0.434 mm ,即金属丝直径测量值为0.434 mm.(2)要求电压从0开始变化,故滑动变阻器采用分压式接法.(3)用直线拟合各数据点,使直线通过尽量多的点,其他点均匀分布在直线两侧,舍弃离直线较远的点,直线的斜率表示金属丝的电阻,故R =5.80 Ω.(4)由电阻定律可知,R =ρL S ,S =πD 24,解两式得:ρ=πRD 24L. 【答案】 (1)59.40 0.434 (2)接线如下(3)5.80(4)ρ=πRD 24LB 级 能力提升4.(2016·江苏高考)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R 随温度t 的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω,R 随t 的升高而增大.实验电路如图实512所示,控温箱用以调节金属电阻的温度.图实612实验时闭合S ,先将开关K 与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t 1,t 2,…和电流表的相应示数I 1,I 2,….然后将开关K 与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I 1,I 2,…,分别记下电阻箱相应的示数R 1,R 2,….(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用________.A .量程0~100 mA ,内阻约2 ΩB .量程0~0.6 A ,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a ”、“b ”、“c ”,正确的操作顺序是________.①按旋钮a 由“0”旋转至“1”②将旋钮b 由“9”旋转至“0”③将旋钮c 由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t 和R 的数据见下表:由图线求得R随t的变化关系为R=________ Ω.【解析】(1)电路中电源电动势为1.5 V,金属电阻的阻值约为10 Ω,滑动变阻器电阻最大为10 Ω,电流在0.075~0.15 A,则电流一般在0.1 A以内调整,为使电流读数更准确,应选用量程0~100 mA的电流表.(2)调节电阻箱阻值时,为了避免有其他电路发生短路而烧毁器材,电阻箱应先调至较大电阻,然后依次从电阻较小的挡位开始减小.(3)Rt图像如图所示,可得R随t的变化规律是R=0.04t+8.8 Ω.【答案】(1)A (2)①②③(或①③②)(3)如图所示0.04t+8.8(0.04t+8.6~0.04t+9.0都算对)5.实验室新购进一捆长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测此铜导线的电阻率ρ,如图实613所示,回答下列问题:【导学号:96622131】甲乙 丙图实613(1)首先用螺旋测微器测量合金丝的直径d .在测砧与测微螺杆与被测铜导线将要接触时,应转动部件________(填“A ”“B ”或“C ”),当听到“喀喀”声时,从图甲中读出合金丝的直径d =________mm.(2)在测量铜导线的电阻R x 时,该同学用9根导线将器材连接如图乙.电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零,保护电阻R 0=3.00 Ω.①闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移至________(填“左”“右”或“中间位置”)端; ②闭合开关后,反复调节滑动变阻器,发现电压表、电流表的示数均不能调为零.若只有一根导线断路,则这根导线是________;(填数字代号)③排除故障后,调节滑动变阻器,当电压表的示数为2.35 V 时,电流表的示数如图丙所示,其读数为______A.(3)由以上数据可求得ρ=________Ω·m.(保留2位有效数字)【解析】 (1)在测砧和测微螺杆与被测铜导线将要接触时,为防止被测铜导线被挤压变形而出现较大的测量误差,应转动微调旋钮C .螺旋测微器固定刻度读数为 1 mm ,可动刻度读数为13.0×0.01 mm=0.130 mm ,则铜导线的直径d =1 mm +0.130 mm =1.130 mm(1.128~1.132 mm 均可);(2)①滑动变阻器分压接法中,闭合开关前,应使被测电路部分处于短接状态,即电流为0,故将滑片移至最左端;②闭合开关后,调节滑动变阻器能控制电路,说明电路是完好的,而电压表、电流表的示数均不能调为零,说明将滑动变阻器分压接法接成了限流接法,故是导线3断路;③量程为0.6 A 的电流表最小分度为0.02 A ,读数应估读到0.01 A ,故电流表的读数为0.50 A ;(3)根据器材连接图,由欧姆定律R x +R 0=U I =2.350.50Ω=4.70 Ω,故铜导线的电阻R x =1.70 Ω,由电阻定律可得R x =ρL S ,S =14πd 2,故铜导线的电阻率ρ=R x πd 24L,代入数据解得ρ=1.7×10-8 Ω·m. 【答案】 (1)C 1.130(1.128~1.132)(2)①左 ②3 ③0.50(0.49~0.51)(3)1.7×10-8。
最新【通用版】高考物理考前专题突破训练《实验:决定导线电阻的因素》(含答案)
【通用版】高考物理考前专题训练(含解析)专题一:决定导线电阻的因素1.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图所示,其读数应为____ mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻R x,实验所用器材为:电池组(电动势为3 V,内阻约为1 Ω),电流表(内阻约为0.1 Ω),电压表(内阻约为3 kΩ),滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流为2 A),开关,导线若干。
某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上实验数据可知,他测量R x是采用图中甲和乙中的图________(选填“甲”或“乙”)。
(3)如图是测量R x的实验器材实物图,图中已经连接好了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据图中所选的电路图,补充完成实物图的连线。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值R x=________ Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为______(填选项前的序号)。
A .1×10-2 Ω·m B .1×10-3 Ω·m C .1×10-6 Ω·m D .1×10-8 Ω·m【答案】(1)0.399 mm (2)甲(3)见解析(4)4.4 Ω(4.4~4.6均可)(5)1×10-6 Ω·m(4)R x =ΔU ΔI =2.30-0.100.520-0.020 Ω=4.4 Ω。
2013高考物理单元综合测试题第7章 恒定电流教程
第七章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.下列说法正确的是( )A .由R =U I 知,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比B .比值U I 反映了导体阻碍电流的性质,即电阻R =U IC .导体中电流越大,导体电阻越小D .由I =U R 知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比[答案] BD[解析] 导体的电阻决定于导体自身,与U 、I 无关,故A 、C错误;比值U I 反映了导体对电流的阻碍作用,是电阻的定义式,即选项B 正确;由欧姆定律可知,D 项正确.2.下面关于多用电表的使用中出现的一些与事实不相符合的现象有( )A .待测电阻不跟别的元件断开,其测量值将偏大B .测量电阻时,用两手碰表笔的金属杆,其测量值偏小C.测量电阻时,如果电路不和电源断开,可能出现烧坏表头的情况D.用多用电表测量60W灯泡的电阻,其阻值比用额定电压和额定功率算出的电阻大[答案]AD[解析]待测电阻不跟别的元件断开时,可能是与其他元件并联,测量值可能偏小;测电阻时,两手碰表笔的金属杆,人体电阻与待测电阻并联,测量值偏小;测量电阻时,如果电路不和电源断开,欧姆表两端的电压可能过大,从而烧坏电表:用多用表测量灯泡的电阻,测量的是灯泡不发光时的电阻,灯泡用额定电压和额定功率计算出的电阻是灯泡正常发光时的电阻,灯泡正常发光时温度很高,电阻较大,故应选A、D.3.中国江苏某一品牌的太阳能热水器中含有辅助电加热控制器,当太阳能不足时,热水器中的水温达不到所需要的温度,热水器内安装的电阻丝辅助加热装置会自动工作,如图所示,如要在最短的时间内将水加热到预期的温度,应将选择开关置于哪一个档位() A.“0”档B.“1”档C .“2”档D .“3”档[答案] B[解析] 太阳能热水器需要温度是定值,吸收的能量是定值,根据Q =U 2R t ,若时间最短,电阻R 必须最小,所以应该选择开关置于“1”档,选B 项.4.粗细均匀的金属环上A 、B 、C 、D 四点把其周长分成四等份,如图所示,当A 、C 点接入电路中时,圆环消耗的电功率为P ;当A 、B 点接入电路时,圆环消耗的电功率为(电源电阻不计)( )A .3PB .4P /3C .PD .3P /4[答案] D[解析] 设金属环的总电阻为4R ,则A 、C 接入电路中时,金属环的总电阻为3R 4,圆环消耗的电功率为P =E 23R /4=4E 23R ,当A 、B 点接入电路中时,则并联的电阻为R ,则功率P 1=E 2R =34P ,D 正确.5.(2012·北京朝阳区模拟)电动势为E、内阻为r的电源,与定值电阻R1,R2,R3连接成如图所示的电路.当开关S闭合时()A.电压表和电流表的示数均减小B.电压表和电流表的示数均增大C.电压表的示数减小,电流表的示数增大D.电压表的示数增大,电流表的示数减小[答案] A[解析]由题图知,电阻R2与R3并联,闭合开关S时,R2接入电路,故电路总电阻变小,电流变大,内电压变大,外电压变小,电压表示数变小,又因为电流变大,电阻R1分压变大,并联部分分压变小,故通过R3的电流变小,电流表示数变小,故A正确.6.(2012·杭州模拟)酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中,R和R0为定值电阻,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,因此,显示仪表读数的指针与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是()A.U越大,表示r′越大c越大,c与U成正比B.U越小,表示r′越小c越大,但是c与U成正比C.U越小,表示c越小,c与U成反比D.U越大,表示c越小,但是c与U不成正比[答案] D[解析]根据闭合电路的欧姆定律可得U=ER0R0+R+r+r′,如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度成正比,1r′=kc,两式联立得U=ER0R0+R+r+1kc,故可得D项正确.7.(2012·哈尔滨模拟)如图所示,闭合开关S后,在滑动触头P由a端滑向b端过程中,下列表述正确的是()A .路端电压变大B .电流表的示数变大C .电阻R 2消耗的功率变大D .电阻R 1上的电流变小[答案] C[解析] 滑动触头向b 端滑动过程中,滑动变阻器连入电路的电阻变小,则整个电路中电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知干路上电流I 变大,电源内阻分得的电压增大,路端电压U 变小,选项A错误;由I 3=U R 3可知电流表示数减小,选项B 错误;根据I 2=I -I 3可知I 2变大,则电阻R 2消耗功率变大,选项C 正确,D 错误.8.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U 为路端电压,I 为干路电流,a 、b 为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( )A.34、14 B .13、23C.12、12 D .23、13[答案] D[解析] 本题考查电路的U -I 图象以及电源的效率,解决本题的关键是抓住图象的物理意义.由U -I 图象可知,若电源的电动势为6U 0,则a 、b 两点处对应的路端电压分别为4U 0、2U 0,电源的效率η=UI EI =U E ,所以ηa =U 1E =23,ηb =U 2E =13.9.(2012·乌鲁木齐模拟)如图所示电路,电源内阻不可忽略,R 0为定值电阻,开关S 闭合后,滑动变阻器滑片P 置于滑动变阻器的中点时,电压表示数为8V ,当滑片从中点向b 端移动距离s 后,电压表示数变为6V ;滑片从中点向a 端移动距离s 后,电压表示数为( )A .9VB .10VC .11VD .12V[答案] D[解析] 设电源电动势为E ,内阻为r ,滑动变阻器的总电阻为R ,长度为s 的电阻为R ′,由闭合电路的欧姆定律可得:U 1=E r +R 0+R 2×R 0;U 2=E r +R 0+R 2+R ′×R 0,联立两式可解得:R ′=13(r +R 0+12R),滑片从中点向a端移动距离s后由:U=Er+R0+R2-R′×R0,联立解得U=12V,D选项正确.10.(2012·济南模拟)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表的示数减小ΔU(电压表为理想电表),在这个过程中()A.通过R1的电流减小,减少量一定等于ΔU/R1B.R2两端的电压增加,增加量一定等于ΔUC.路端电压减小,减少量一定等于ΔUD.通过R2的电流增加,但增加量一定小于ΔU/R2[答案]AD[解析]电压表的示数减小ΔU,由部分电路的欧姆定律,通过R1的电流减小,减小量一定等于ΔU/R1,A项正确;根据闭合电路的欧姆定律,电压表的示数减小,说明总电阻减小,总电流增加,电源内阻和R2消耗的总电压增加ΔU,R2两端的电压增加,增加量一定小于ΔU,B项错误,D项正确;路端电压增加,增加量一定小于ΔU,C项错误.第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题,共18分.把答案直接填在横线上)11.(4分)(2012·北京海淀模拟)多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器.使用多用电表测某段导体的电阻.(1)主要的操作过程分以下三个步骤,请填写第②步操作.①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔;选择电阻挡“×10”;②_____________________________________________________ ___________________________________________________________ ________________________________________________________;③把红、黑表笔分别与导体的两端相接,读取导体的电阻.(2)采用上述的操作步骤后,多用电表的示数如图所示.则该段导体的电阻测量值为________Ω.[答案](1)②将红、黑表笔短接,调整调零旋钮调零(2)80[解析](1)②选挡之后要进行欧姆调零.(2)电阻测量值为8×10Ω=80Ω.12.(6分)(2012·嘉兴模拟)现要测电阻R 0的阻值、干电池组的电动势E 及内阻r .给定的器材有:两个理想电压表(量程均为3.0V),理想电流表(量程为0.60A),滑动变阻器R ,待测的电阻R 0,两节串联的电池,开关S 及导线若干.某同学设计一个如图甲所示的电路同时测电阻R 0、电池组的电动势及内阻.调节变阻器,电压表V 1,V 2和电流表A 分别测得多组U 1,U 2,I 的数据,并作出U 1-I 图(图线1)和U 2-I 图(图线2),如图乙.(1)由图可知电阻R 0阻值为________Ω;(2)电池组E 的电动势为________V ,内阻为______Ω.(结果保留两位有效数字)[答案] (1)4.0 (2)3.0 (3)2.0[解析] (1)由图线2可以看出电阻R 0=1.00.25Ω=4Ω;(2)通过图线1可以看出电源电动势为3.0V ,内阻为斜率的绝对值,即2.0Ω.13.(8分)(2012·南通模拟)在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中,提供的实验器材有:A .小灯泡(额定电压为12V ,额定电流约0.5A)B .直流电流表A(0~0.6A ,内阻约0.8Ω)C .直流电压表V 1(0~3V ,内阻约5kΩ)D.直流电压表V2(0~15V,内阻约15kΩ)E.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)F.滑动变阻器R2(0~20Ω,2A)G.电源(12V,内阻不计)H.开关S及导线若干.某同学设计了实验测量电路,通过改变变阻器的滑片位置,使电表读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I.(1)实验中电压表应选用________(填“V1”或“V2”),滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”);(2)在图甲虚线框内画出实验电路图;甲(3)该同学在实验中测出8组对应的数据(见下表):请在图乙坐标中,描点作出U-I图线.由图象可知,灯泡的功率增大时,其电阻________(填“增大”“减小”或“不变”).[答案](1)V2R2(2)如图甲所示(电路图中只要有错不得分)(3)如图乙所示增大[解析](1)灯泡的额定功率为12W,则电压表应选用15V的电压表V2,灯泡正常工作的电阻为24Ω,滑动变阻器要采用分压式接法,若采用R1,则电路中的电流超过2A,所以选用R2.(2)因灯泡的电阻较小,电流表应采用外接法;滑动变阻器采用分压式接法.(3)依据拟合出的U-I图象,图象上的点与坐标原点的连线的斜率逐渐增大,故电阻变大.三、论述计算题(共4小题,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14.(10分)如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V,6W”的灯泡L和内阻R D =0.5Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:(1)电路中的电流大小;(2)电动机的额定电压;(3)电动机的输出功率.[答案](1)2A(2)27V(3)12W[解析](1)灯泡L正常发光,电路中的电流为I=P L/U L=6/3A =2A(2)由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为U D=E-I(r+R)-U L=20V-2×(1 +4)V-3V=7V(3)电动机的总功率为P总=IU D=2×7W=14W电动机的热功率为P热=I2R D=22×0.5W=2W所以电动机的输出功率为P出=P总-P热=14W-2W=12W15.(10分)如图所示,变阻器R0的滑片P从最左端移到最右端时电压表的示数变化范围是0~4V,电流表的示数变化范围是1A~0.5A,电源的内阻可忽略不计.求电阻R的阻值、变阻器R0的最大阻值和电源电压U.[答案]8Ω8Ω8V[解析]当电压表示数U1=0时,电流表示数I A=1A电源电压:U=I1R=1×R①当电压表示数U2=4V时,电流表示数I2=0.5AR2=U2I2=4V0.5A=8Ω电源电压:U=U2+I2R=4+0.5×R②由①②解得:U=8V,R=8Ω. 16.(11分)如图所示的电路中,电路消耗的总功率为40W,电阻R1为4Ω,R2为6Ω,电源内阻r为0.6Ω,电源的效率为94%,求:(1)a、b两点间的电压;(2)电源的电动势.[答案](1)4.8V(2)20V[解析](1)电流是联系内、外电路的桥梁,是求解闭合电路的关键,而电源的内电路部分为求解该题的突破口.电源内部的热功率P内=I2r又P内=P总(1-η)故I=P总(1-η)r=2A由于R1、R2并联,所以U ab=I R1R2R1+R2=4.8V(2)由P总=IE得E=P总I=20V17.(11分)(2012·黄冈模拟)在如图所示的电路中,R1是由某金属氧化物制成的导体棒,实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循I=kU3的规律(式中k=0.02A/V3),R2是普通电阻,阻值为24Ω,遵循欧姆定律,电源电动势E=6V,闭合开关S后,电流表的示数为0.16A,求:(1)R 1两端的电压; (2)电源的内电阻r ;(3)R 1、R 2和r 消耗的电功率P 1、P 2和P r .[答案] (1)2V (2)1Ω (3)0.32W 0.61W 0.026W [解析] (1)由I =kU 3得 U =3I k =30.160.02V =2V (2)根据闭合电路欧姆定律有 E =U +IR 2+Ir故r =E -U -IR 2I =E -U I -R 2 =6-20.16Ω-24Ω =1Ω(3)R 1消耗的电功率 P 1=IU =0.16×2W =0.32W R 2和r 消耗的电功率P 2=I 2R 2=0.162×24W ≈0.61W P r =I 2r =0.162×1W ≈0.026W。
最新【通用版】高考物理考前专题突破训练《实验:决定导线电阻的因素》(含答案)
【通用版】高考物理考前专题训练(含解析)专题:决定导线电阻的因素1.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,其中某次测量结果如图所示,其读数应为____ mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻R x,实验所用器材为:电池组(电动势为3 V,内阻约为1 Ω),电流表(内阻约为0.1 Ω),电压表(内阻约为3 kΩ),滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流为2 A),开关,导线若干。
某同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数1234567U/V0.100.300.70 1.00 1.50 1.70 2.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520 由以上实验数据可知,他测量R x是采用图中甲和乙中的图________(选填“甲”或“乙”)。
(3)如图是测量R x的实验器材实物图,图中已经连接好了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据图中所选的电路图,补充完成实物图的连线。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图所示,图中已经标出了与测量数据相对应的四个点,请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线,由图线得到金属丝的阻值R x=________ Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为______(填选项前的序号)。
A .1×10-2 Ω·m B .1×10-3 Ω·m C .1×10-6 Ω·m D .1×10-8 Ω·m【答案】(1)0.399 mm (2)甲(3)见解析(4)4.4 Ω(4.4~4.6均可)(5)1×10-6 Ω·m(4)R x =ΔU ΔI =2.30-0.100.520-0.020 Ω=4.4 Ω。
(江苏专用)高考物理总复习 第七章 恒定电流讲义-人教版高三全册物理试题
第七章 恒 定 电 流考纲下载考向前瞻(1)电阻定律(Ⅰ)(2)决定导线电阻的因素(实验、 探究)(Ⅱ)(3)电阻的串联和并联 (Ⅰ)(4)电流 电源的电动势和内阻 (Ⅰ)(5)欧姆定律 闭合电路欧姆定律 (Ⅱ)(6)描绘小灯泡的伏安特性曲线(实验、探究)(Ⅱ)(7)测量电源的电动势和内阻(实验、探究)(Ⅱ)(8)电功 电功率 焦耳定律(Ⅰ)(1)预计在2016年高考中,多以考查知识的综合应用为主,突出分析问题能力的考查,实验题仍是主要考查题型,也常以选择题的形式考查本专题的根本规律的应用。
(2)在实验方面的命题重点为:根本仪器的使用,实验原理的理解,实验数据的处理等;从根本实验中总结出实验结论,实验设计思想,并将其应用于拓展型、迁移型实验题目的分析。
第1节电流__电阻__电功__电功率电 流 对应学生用书P106[必备知识]1.形成电流的条件(1)导体中有能够自由移动的电荷。
(2)导体两端存在电压。
2.电流(1)定义式:I =qt。
①q 是某段时间内通过导体横截面的电量。
a .假设是金属导体导电,如此q 为自由电子通过某截面的电量的总和。
b .假设是电解质导电,如此异种电荷反向通过某截面,q =|q 1|+|q 2|。
②带电粒子的运动可形成等效电流,如电子绕原子核的运动,带电粒子在磁场中的运动,此时I =q T,q 为带电粒子的电量,T 为周期。
(2)微观表达式:I =nqSv 。
(3)单位:安培(安),符号A,1 A =1 C/s 。
3.电流的方向与正电荷定向移动的方向一样,与负电荷定向移动的方向相反。
电流虽然有方向,但它是标量。
[典题例析]有一横截面积为S 的铜导线,流经其中的电流为I ,设每单位体积的导线中有n 个自由电子,电子的电荷量为q 。
此时电子的定向移动速度为v ,在Δt 时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A .nvSB .nv Δt C.I Δt q D.I ΔtSq[解析] 选C 根据电流的定义式可知,在Δt 内通过导线横截面的电荷量Q =I Δt ,所以在这段时间内通过的自由电子数为N =Q q =I Δtq,所以C 项正确,D 项错。
高考物理一轮复习第七章实验决定导线电阻的因素备考精炼
56 实验:决定导线电阻的因素[方法点拨] 伏安法测金属丝电阻时,电压不要求从0开始,仪器合适时滑动变阻器一般用限流式接法.金属丝电阻一般较小,电流表选用外接法.1.如图1中游标卡尺的读数是______mm,螺旋测微器的读数是______________ mm.图12.用螺旋测微器测量金属丝直径如图2甲所示,则金属丝直径d=____________ mm.用游标卡尺测量金属小球直径如图乙所示,则小球直径D=______ mm.图23.如图3中游标卡尺读数为________ mm,螺旋测微器读数为________ mm.图34.(2020·仪征中学模拟)一根均匀的细长空心金属圆管,其横截面如图4甲所示,长度为L,电阻R约为5 Ω,这种金属的电阻率为ρ,因管线内径太小无法直接测量,某同学设计下列实验方案尽可能精确地测定它的内径d;(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D,图乙为螺旋测微器校零时的示数,用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200 mm,则所测金属管线外径D=__________ mm.图4(2)为测量金属管线的电阻R,取两节干电池(内阻不计)、开关、若干导线及下列器材:A.电流表0~0.6 A,内阻约0.05 ΩB.电流表0~3 A,内阻约0.01 ΩC.电压表0~3 V,内阻约10 kΩD.电压表0~15 V,内阻约50 kΩE.滑动变阻器,0~10 Ω(额定电流为0.6 A)F.滑动变阻器,0~100 Ω(额定电流为0.3 A)为准确测出金属管线的阻值,电流表应选________,电压表应选________,滑动变阻器应选________.(填序号)(3)如图丙所示,请按实验要求将实物图中的连线补充完整.(4)根据已知的物理量(长度L、电阻率ρ)和实验中测量的物理量(电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D),则金属管线内径的表达式d=______________.5.(2020·启东中学模拟)实验室有一捆规格为“100 m,0.5 mm2”的铜导线,已经用去了一部分,一同学想用伏安法测量剩余导线的电阻.(1)他查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m.他可以用公式____________计算出整捆导线的电阻为________ Ω;(2)他从实验室借来如下器材,想分别用电流表内接法和外接法测量铜导线的电阻:电流表:量程0.6 A,内阻约为0.2 Ω;电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;滑动变阻器R2:最大阻值200 Ω;电源:电动势4.5 V,内阻可不计;开关、导线若干.回答下列问题:①请你用笔画线代替导线在图5中完成电路连线.要求用电流表外接、滑动变阻器分压式接法.图5②按①中所连电路实验时滑动变阻器应选________(填“R1”或“R2”),闭合开关前应将滑片移至________端(填“a”或“b”).③他将分别用电流表内接法和外接法得到的电流、电压数据描到U-I图上,如图6所示.在图中由电流表外接法得到测量图线是________(填“甲”或“乙”),你的判断依据是________________________________________________________________________.图66.(2020·泰州中学质检)为测定待测电阻R x的阻值(约为200 Ω),实验室提供如下器材:电池组E:电动势3 V,内阻不计;电流表A1:量程0~15 mA,内阻约为100 Ω;电流表A2:量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω;滑动变阻器R1:阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A;定值电阻R2,阻值为9 000 Ω,额定电流10 mA;定值电阻R3,阻值为200 Ω,额定电流0.1 A;开关S、导线若干.实验中要求准确地测量R x的阻值,请回答下列问题:(1)正确选取器材,在图7方框内画出测量R x阻值的电路图,并在图中标明所选器材的符号.图7图8(2) 调节滑动变阻器R1,两表的示数如图8所示,可读出电流表A1的示数是_________ mA,电流表A2的示数是_________ μA,则待测电阻R x的阻值是________ Ω(计算结果保留一位小数).(3)仅从实验原理产生系统误差的角度分析,R x的测量值________真实值(选填“>”“=”或“<”).7.在物理兴趣小组活动中,一同学利用下列器材做“探究导体阻值与长度的关系”的实验.A.电压表V1,量程6 V,内阻900 ΩB.电压表V2,量程15 V,内阻3 kΩC.电流表A1,量程为0.1 A,内阻1 ΩD.电流表A2,量程3 A,内阻0.2 ΩE.电源E1,电动势1.5 V,内阻0.2 ΩF.电源E2,电动势6 V,内阻0.8 ΩG.滑动变阻器R,最大阻值为10 ΩH.粗细均匀、长度不同的同种电阻丝若干段(阻值约100~200 Ω) J.开关、导线和刻度尺(1)实验时电源应选________,电流表应选________;(填序号)(2)在虚线框中画出实验原理图(电阻丝用R x表示).答案精析1.9.60 5.695±0.002 2.1.775±0.002 22.6 3.52.35 1.990解析 游标卡尺读数为52 mm +7×120mm =52.35 mm ,螺旋测微器的读数为1.5 mm +49.0×0.01 m m =1.990 mm.4.(1)5.167(5.165~5.169均可) (2)A C E (3)如图所示(4)D 2-4ρIL πU解析 (4)由欧姆定律得R =U I ,又R =ρL S =ρL π[(D 2)2-(d 2)2]=4ρL π(D 2-d 2),则4ρL π(D 2-d 2)=U I,d 2=D 2-4ρLIπU, 故d =D 2-4ρLI πU.5.(1)R =ρLS 3.4 (2)①见解析图 ②R 1 a ③乙 电流表外接时,测得的电阻值偏小解析 (1)由公式R =ρLS ,代入数值,解得导线的电阻R =3.4 Ω;(2)①如图所示②由于滑动变阻器采用分压式接法,所以滑动变阻器要选阻值比较小的,闭合开关前应将滑片移至a 端; ③因为电流表外接时,测得的电流值偏大,由R =UI可知测得的电阻值偏小.6.(1)如图所示(2) 8.0 150 191.1 (3)=解析(2)R x=U xI x=I2(R2+R A2)I1-I2代入数据解得R x=191.1 Ω. 7.(1)F C (2)如图所示高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
最新届高考物理一轮复习第七章 学案35 实验探究决定导线电阻的因素
实验学案35 探究决定导线电阻的因素实验目的1.掌握螺旋测微器及游标卡尺的原理及读数方法.2.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.3.会用伏安法测电阻,并进一步探究决定导线电阻的因素.实验原理1.螺旋测微器的读数测量时被测物体长度的整数毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(毫米)=______________(毫米)(注意半毫米刻线是否露出)+____________(估读一位)×0。
01(毫米).2.游标卡尺读数若用x表示由主尺上读出的整毫米数,k表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+k×精确度)mm。
3.伏安法测电阻(1)电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测=U x+U A电压表分流I测=I x+I V电阻测量值R测=错误!=R A+R x〉R x测量值大于真实值R测=错误!=____________<R x测量值小于真实值适用条件R A R x R V R x适用于测量________电阻________电阻(2)两种电路的选择①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x较小,宜采用电流表外接法;若R x较大,宜采用电流表内接法,简单概括为“内大外小”.②临界值计算法图1③实验试探法:按图1接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.4.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法接法限流式接法分压式接法电路图特点①用电器和滑动变阻器的一部分串联,另一部分不起作用②调节电压的范围不能从零开始变化①用电器和滑动变阻器的一部分并联后和另一部分串联②电压可以从零调节到最大值适用条件滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且要求电压不从零开始变化滑动变阻器的最大阻值小于用电器的阻值;电压要求从零开始变化5.电阻率的测定原理把金属丝接入如图2所示的电路中,用________测金属丝两端的电压,用________测金属丝中流过的电流,根据R x=________计算金属丝的电阻R x,图2然后用__________测量金属丝的长度l,用__________测量金属丝的直径d,计算出横截面积S;根据电阻定律R x=ρl/S,得出计算金属丝电阻率的公式ρ=错误!=__________。
高二物理探究决定导线电阻的因素试题
高二物理探究决定导线电阻的因素试题1.关于电阻率说法正确的是()A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关B.电阻率表征了材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关C.电阻率大的导体,电阻一定大D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成电阻温度计【答案】B【解析】电阻率与导体的长度,横截面积S等无关,是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,且与温度有关,特别是合金的电阻率随温度的变化而变化很大,所以B正确,ACD错误思路分析:根据电阻率的特点分析:电阻率只与导体本身的材料有关,且随温度的变化而变化,试题点评:本题是一道基础性的题目,也是一道最容易出错的概念性的题目,关键是理解电阻率只与导体本身的材料有关,2.一根阻值为R的均匀电阻丝,在下列哪些情况下阻值仍为R(设温度不变)()A.当长度不变,横截面积增大一倍时B.当横截面积不变,长度增大一倍时C.当长度和横截面半径都缩小一半时D.当长度和横截面积都扩大一倍时【答案】D【解析】根据公式可得当长度不变,S增加一倍时,电阻减小为原来的,A错误,当S 不变,长度增加一倍时,电阻增大为原来的倍,B错误,当长度和横截面积半径都缩小一倍时,C错误,当L和S都扩大一倍时,即电阻保持不变,D正确,思路分析:根据公式分析,试题点评:本题考查了公式的简单计算,关键是熟练运用公式以及细心做题,3.两根材料和质量相同的电阻丝,它们的长度之比为2∶3,则它们的电阻之比为()A.2∶3B.3∶2C.4∶9D.9∶4【答案】C【解析】两根电阻丝的质量相同,所以根据可得,两者的横截面积之比为,又因为,代入公式可得,C正确,思路分析:材料相同即电阻率相同,质量相同则密度相同,根据公式分析解题试题点评:本题考查了对公式的简单计算,关键是熟练公式和细心计算,4.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,则这两根导线后来的电阻之比为…()A.1∶4B.4∶1C.1∶16D.16∶1【答案】D【解析】设导线变化前的长度为L,横截面积为S,其中的一根均匀拉长到原来的2倍,则,,把另一根对折后绞合起来后,则,,代入公式可得,所以D正确,思路分析:无论是均匀拉长还是对折后绞合起来,导线的体积保持不变,然后结合公式分析解题试题点评:本题考查了对公式的简单计算,关键是熟练公式和细心计算,5.关于导体和绝缘体的导电性能,以下说法中正确的是()A.超导体对电流的阻碍作用等于零B.自由电子通过导体时,仍受阻碍作用C.绝缘体接在电路中,仍有极微小的电流通过D.绝缘体内一个自由电子也没有【答案】ABC【解析】超导体几乎对电流没有阻碍作用,A正确,导体由于有电阻,所以在自由电子通过时,仍旧对电子有阻碍作用,B正确,绝缘体中的可自由移动的电子非常少,电流几乎为零,所以C正确,D错误,思路分析:超导体几乎对电流没有阻碍作用,导体由于有电阻,所以在自由电子通过时,仍旧对电子有阻碍作用,绝缘体中的可自由移动的电子非常少,电流几乎为零,试题点评:本题考查了对导体和绝缘体的导电性能的理解,是一道很基础性的题目,6.用电器与电源相距为L,线路上的电流为I,为使输电线上的电压损失不超过U,已知输电线的电阻率为ρ,那么输电线横截面积的最小值为______________.【答案】2ρLI/U【解析】根据欧姆定律可得输电线上的最大电阻为,而可得输电线横截面积的最小值思路分析:损失电压可计算出电阻的最大值,然后结合公式计算出输电线的最小横截面积试题点评:本题结合欧姆定律考查了对公式的简单计算,关键是熟练公式和细心计算,7.由同种材料制成甲、乙的两根保险丝,直径分别为d1="0.5" mm,d2="1" mm,熔断电流分别为2 A和6 A.把以上保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是()A.6 AB.7.5 AC.8 AD.10 A【答案】B【解析】根据公式可得,即并联后两电阻的端电压相等,所以若让达到最大电流,则通过的电流为,故不行,则让达到最大电流,则通过的电流为,所以可以,此时电阻的总电流为思路分析:先根据公式得出,因为两电阻是并联在一起的,所以端电压相等,根据欧姆定律分别判断若让达到最大电流,则通过的电流,和让达到最大电流,则通过的电流,根据题意取舍试题点评:本题易错为将两个电阻的最大电流相加,关键是理解并联电路的电流特点8.利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为……()A.1 kW B.1.6×103 kW C.1.6 kW D.10 kW【答案】A【解析】替换前:输电线上的输电电流为,所以输电线上损耗的电功率为,替换后输电线为零电阻,即输电线上不损耗电功率,所愿意可以节约,A正确,思路分析:因为超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.,所以替换前输电线的损耗电功率即为替换后节约的电功率,根据公式和分析解题试题点评:本题考查了超导材料的应用,需要明白超导材料零电阻的性质9.在自动恒温装置中,某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图所示,这种材料具有发热和控温双重功能.通电后,其电功率()A.先增大后减小B.先减小后增大C.一直不变D.无法确定【答案】A【解析】图中是先减小后增大,所以根据公式可得该材料的电阻是先减小后增大,再根据公式可得其电功率是先增大后减小,所以A正确,思路分析:根据图中的变化,通过公式和进行分析试题点评:本题考查了根据电阻率变化图像考查电阻的变化,高考中对图像的考查是一个热点10.有一根导线长为l,横截面积为S,它是由电阻率不均匀的材料制成的,从一端到另一端,电阻率的+kl,求这根导线的电阻.变化规律为ρ=ρ【答案】【解析】因为从一端到另一端,电阻率的变化规律为,所以电阻率是均匀变化的,故导线的中点处的的电阻率是导线的平均电阻率,则根据公式可得思路分析:从电阻率的变化关系式中可得看出是关于L的一次函数,所以当时导线的电阻率可表示导线的平均电阻率,然后代入公式分析解题试题点评:本题的关键所在是找出导线的平均电阻率,但需要切记的是只有当表示一次函数关系时,函数的平均数才能用中点处的值替代,学生在求解的时候很多都是利用来表示平均电阻率的。
物理步步高大一轮复习讲义答案
t 善堀解读】1掌握螺盎测微铝的康理及读救方法.2.掌握电撕表、电压聂和滑成变阻藤的使用方法及电流盏和电压表的漆数方法.3•会用伏安洗期和阻,?r 能测定金尾丝韵电PG 率,实验基础知识、螺旋测微器的使用1 .构造:如图1所示,B 为固定刻度,E 为可动刻度.2.原理:测微螺杆F 与固定刻度B 之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm 即旋钮D 每旋转一周,F 前进或后退0.5 mm 而可动刻度E 上的刻度为50等份,每转动一小格,F 前进或后退0.01 mm即螺旋测微器的精确度为 0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺. 3.读数:测量值(mm )=固定刻度数(mm )(注意半毫米刻度线是否露出 )+可动刻度数(估读一位)>0.01(mm ).如图2所示,固定刻度示数为2.0 mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为: 2.0 mm+ 15.0 >0.01 mm = 2.150 mm.二、游标卡尺 1.构造:主尺、游标尺(主尺和游标选修卜1第txt 恒定电流实验五决定导线电阻的因素尺上各有一个、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图3所示)图32 .用途:测量厚度、长度、深度、径、外径.3.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其规格见下表:4. 读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+ Kx精确度)mm.三、常用电表的读数对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可.(1) 0〜3 V的电压表和0〜3 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是01 V和0.1 A ,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.(2) 对于0〜15 V量程的电压表,精确度是05V ,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V.(3) 对于0〜0.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A ,在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A.基本实验要求1. 实验原理根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度也业勺直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻R,即可计算出金属丝的电阻率.2. 实验器材被测金属丝,直流电源(4 V),电流表(0〜0.6 A),电压表(0〜3 V),滑动变阻器(50 Q), 开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.3. 实验步骤(1) 用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d.(2) 连接好用伏安法测电阻的实验电路.(3) 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l .(4) 把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置.(5) 闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U 的值,填入记录表格.l Ttd2⑹ 将测得的R、l、d值,代入公式R= pg和S= 丁中,计算出金属丝的电阻率.S 44. 电流表、电压表测电阻两种方法的比较规律方法总结1. 伏安法测电阻的电路选择(1) 阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表阻进行比较,若R较小,宜采用电流表外接法;若R较大,宜采用电流表接法.(2) 临界值计算法R< 时,用电流表外jf法;R> ;'RRM,用电流表接法.(3) 实验试探法:按图4接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表处接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表接法.,此,£一 __ —|i1>区.....图42. 注意事项(1) 先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量.(2) 电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.⑶ 电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大.3. 误差分析(1) 若为接法,电流表分压.(2) 若为外接法,电压表分流.⑶长度和直径的测量.考点一测量仪器、仪表的读数曜考点逐项排查基础是1. 游标卡尺的读数(1)10分度的游标尺的读数:主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游__ __ 1 标的格数x —.(2)20分度的游标尺的读数:主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游__ 1标的格数乂20.2. 螺旋测微器的读数方法:固定刻度数m计可动刻度数(估读一位)>0.01 mm.3. 电流表和电压表的读数(1) 若刻度盘上每一小格为:1,0.1,0.01 ,…时,需估读到最小刻度值的下一位.(2) 若刻度盘上每一小格为:2,0.2,0.02,5,0.5,0.05 ,…时,只需估读到最小刻度值的位数.题组阶梯突破应用房1. [直尺和游标卡尺的读数](2014 •理综19(1))某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图5甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为cm和mm.答案60.10 4.20解析刻度尺的分度值为 1 mm要估读到0.1 mm.游标卡尺读数=4 mm 10>€.02 mm= 4.20 mm.2. [螺旋测微器的读数]完成下列读数(如图6所示)图5Ada. mmb. mmc.mm d. mm答案 a. 0.486(0.484 〜0.488) b. 0.536(0.534 〜0.538) c. 4.078(4.077 〜4.079) d. 5.663(5.661 〜5.665)3. [电压表、电流表和电阻箱的读数 ](1)①如图7所示的电流表使用 0.6 A 量程时,对应刻 度盘上每一小格代表 A,图中表针示数是 A;当使用3 A 量程时,对应刻度 盘上每一小格代表 A,图中表针示数为 A.(2)旋钮式电阻箱如图9所示,电流从接线柱 A 流入,从B 流出,则接入电路的电阻为 今欲将接入电路的电阻改为 2 087 Q,最简单的操作方法是阻箱,则可得到的电阻值围为答案(1)① 0.02 0.44 0.1 2. 20 ②0.11.400.57.0(2)1 987 将“X1 k ” 旋钮调到 2,再将“X100” 旋钮调到 0 0 〜19 998 Q解析(1)①电流表使用0.6 A 量程时,刻度盘上的每一小格为 0.02 A,指针的示数为0.44 A;当换用3 A 量程时,每一小格为0.1 A ,指针示数为2.20 A.②电压表使用3 V 量程时,每小格表示 0.1 V ,指针示数为1.40 V ;使用15 V 量程时,每小格为0.5 V ,指针示数为7.0 V.②如图8所示的电表使用较小量程时,每小格表示V ,图中指针的示数为V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示V,图中表针指示的是 V..若用两个这样的电图7图8图9⑵电阻为1 987 Q .最简单的操作方法是将“X 1 k ”旋钮调到2,再将“ X100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Q,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻 2 >9 999 Q =19 998 Q .故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值围为0〜19 998 Q .考点二实验操作及数据处理4. [实验操作](2014 •单科10)某同学通过实验测量一种合金的电阻率.(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图10所示的部件(选填" A”、“B”、“C”或“ D” ) .从图中的示数可读出合金丝的直径为mm.图10(2)图11所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出. 合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了(选填“短路”或“断路”).图11⑶ 在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为 2.23 V和38 mA由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Q .为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议.答案(1)B 0.410 (2)7、8、9 断路(3)电流表改为接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值.(或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值)解析(1)螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧,即旋紧B螺旋测微器的示数为(0 + 41.0 >0.01) mm = 0.410 mm.(2)电压表的示数不为0,电流表的示数几乎为0,说明连接两电表的电路是导通的. 而滑动R R 变阻器几乎不起作用,说明线路电阻很大,故可判断7、8、9间断路.(3)由题知日Q 0.005<-R x R -0.020,说明电流表的分压作用不显著,故可将电流表改为接,并测出多组U I值,求出R后,再取平均值作为实验结果.5. [实验操作及数据处理]用伏安法测定电阻约为5 Q的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节干电池.如图12甲所示,将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上,底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出. 实验采用的电路原理图如图乙所示,测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示.图12(1) 用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转动夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动使F固定后读数.(填仪器部件的字母符号)(2) 根据电路原理图乙,用笔画线代替导线,将实物图丁连接成实验电路.⑶ 闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,多次改变P的位置,得到几组LK,一,-- U_,一,, …… ~I 、L 的数据,用R=「计算出相应的电阻值后作出 R — L 图线如图13所示.取图线上两个点 间数据之差△ 1和八R,若电阻丝直径为d,则电阻率p =解析(1)在用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F 接近被测电阻丝,再转动微调旋钮 H 夹住被测物,直到棘轮发出声音为止, 拨动止动旋钮 G 使F 固定 后读数.一 _____ I …_ △ L _ 兀 d ,,、,- 兀△ Rd (3)根据牛 p & R △ R= p w -,而 S=~,代入碍 p =~.S S 4 4 ZA L6.[实验原理及数据处理]为测定一段金属丝的电阻率p ,某同学设计了如图14甲所示的电路.ab 是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,电路中的保护电阻 R= 4.0 Q,电源的电动势E= 3.0 V ,电流表阻忽略不计,滑片P 与电阻丝始终接触良好.(1) 实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d=(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中aP 长度x 及对应的电流值I ,实验数据如下表所示:x (m)0.100.200.300.400.500.60答案 (1)D H G (2)如图所示兀△Rc 2 ⑶mm.图13图141 .. ..一一.................. 一一...................①将表中数据描在--x坐标纸中,如图15所示.试作出其关系图线,图象中直线的斜率的表达式k =(用题中字母表示),由图线求得电阻丝的电阻率p为Q・m(保留两位有效数字).一,一1②根据「一x关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的阻为Q (保留两位有效数字).,_ ___ 4 0 —6答案(1)0.400 (2)①图线见解析图—^S 1.1刈°②1.4解析(1)由题图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0 m2 40.0 >0.01 mm = 0.400 mm.⑵①如图所示.1x E 7 兀d2根据图象由电阻定律可得R=pg,由欧姆定律可得:R=§,贝U图象斜率k=-, S;= —S I X 4,1…4。
2014年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用)第七章 第3讲 实验五 探究决定导线电阻的因素
②图7-3-10乙使用较小量程时,每小
格表示________V,图中指针的示数为 ________V.若使用的是较大量程,则这 时表盘刻度每小格表示________ V,图 中表针指示的是________V. 图7-3-10
基本实验要求
实验热点聚焦
拓展创新实验
(4)旋钮式电阻箱如图7-3-11所示, 电流从接线柱A流入,从B流出,则接 入电路的电阻为________Ω.今欲将接 入电路的电阻改为208 7 Ω,最简单的 操作方法是________.若用两个这样 的电阻箱,则可得到的电阻值范围为 ________. 图7-3-11
基本实验要求
实验热点聚焦
拓展创新实验
误差分析
基本实验要求
实Байду номын сангаас热点聚焦
拓展创新实验
热点一
考查读数问题
【典例1】 (1)如图7-3-8所示的两把游标卡尺,它们的游
标尺自左至右分别为9 mm长10等分、19 mm长20等分,
它们的读数依次为________mm,________mm. (2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径,示数如图7- 3-9所示,则a、b金属丝的直径分别为________mm, ________ mm.
制成.
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总 长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游 标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个 的,其读数见下表:
基本实验要求
实验热点聚焦
拓展创新实验
刻度格数 (分度)
每小格与 刻度总长度 1 mm的差值
精确度 (可准确到)
10
第3讲 实验五 探究决定导线电阻的因素
一、螺旋测微器
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第七章实验五探究决定导线电阻的因素
1.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,以下操作中错误的是 ( ) A.用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中
B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值
C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法,多次测量后算出平均值
D.实验中应保持金属丝的温度不变
解析:实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度,而不是全长;金属丝的电阻很小,与电压表内阻相差很大,使金属丝与电压表并联,电压表对它分流作用很小,应采用电流表外接法.故A、C操作错误.
答案:AC
2.将图实-5-19所示的螺旋测微器的读数写出来.
图实-5-19
甲.______mm 乙.______cm
解析;先读出固定尺上的读数,再读出可动尺上的读数.
甲.8 mm+47.7×0.01 mm=8.477 mm.
乙.6.5 mm+7.8×0.01 mm=6.578 mm=0.6578 cm.
答案:8.476 0.6578
3.某同学用螺旋测微器测量一铜丝的直径,测微器的示数如图实-5-20所示,该铜丝的直径为________mm.
图实-5-20
解析:螺旋测微器固定刻度部分读数为4.5 mm,可动刻度部分读数为0.093 mm,所以所测铜丝直径为4.593 mm.
答案:4.592~4.594
4.(1)用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时,示数如图实-5-21所示,则测量结果应该读作________mm.
图实-5-21
(2)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图实-5-22所示,此示数为________mm.
图实-5-22
答案:(1)10.40 (2)2.720
5.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻的实验中,根据同一组数据进行正确描点后,甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线,如图实-5-23甲、乙所示,根据你对实验的理解,你认为________同学的图线正确,根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)
图实-5-23
解析:当金属丝两端电压为零时,通过的电流也为零,因此图线必过原点,故甲同学的图线正确;在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点,其坐标值为(0.4 A ,1.52 V),故金属丝电阻为:R =U I =
1.52
0.4
Ω=3.8 Ω.
答案:甲 3.8(3.7~3.9均可)
6.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,待测金属丝的电阻R x 约为5 Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表 (量程0~3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电压表 (量程0~15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表 (量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω)
D.电流表 (量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
E.变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A)
F.变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
G.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)
H.开关 S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有____________________(填代号).
(2)为减小实验误差,应选用图实-5-24中________[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图,
并按所选择的电路原理图把图实-5-25中的实物图用线连接起来.
图实-5-24
图实-5-25
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电表的示数如图实-5-26所示,则金属丝的直径为__________mm,电阻值为________Ω.
图实-5-26
解析:(1)由于电源的电动势为3 V,所以电压表应选A;被测电阻约为5 Ω,电路中的
最大电流约为I=E
R x =
3
5
A=0.6 A,电流表应选D;根据变阻器允许通过的最大电流可知,
变阻器应选E;还要选用电池和开关,导线若干.故应选用的实验器材有ADEGH.
(2)由于R V
R x
>
R x
R A
,应采用电流表外接法,应选图(b)所示电路,实物连接如图所示.
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm,从电压表可以读出电阻两端电压
为1.20 V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A,被测电阻的阻值为Rx==Ω\=2.4 Ω
答案:见解析
7.有一根圆台状匀质合金棒如图实-5-27甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:
图实-5-27
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20 个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω,根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R d=13.3 Ω、R D=3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=R d·R D,由此推断该圆台状合金棒的电阻R =________.(用ρ、L、d、D表示)
解析:(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05 mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标尺上找出对的最齐一根刻线,精度×格数=0.05×8 mm=0.40 mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,99.00 mm+0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm.
(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安培表内接法.
(3)根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分
别为R d=13.3 Ω、R D=3.38 Ω.即R d=ρ
L
π(d/2)2
,R D=ρ
L
π(D/2)2
,而电阻R满足R2
=R d·R D,将R d、R D代入得R=4ρL πdD
.
答案:(1)9.940 (2)⑥(3)4ρL πdD。