近年高考物理一轮复习第十章恒定电流第3讲实验测定金属的电阻率实验描绘小灯泡的伏安特性曲线检测(20

（北京专用）2019版高考物理一轮复习第十章恒定电流第3讲实验测定金属的电阻率实验描绘小灯泡的伏安特性曲线检测
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第3讲实验:测定金属的电阻率
基础巩固
1.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，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。

螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a和图b所示.
(1）由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ρ=。

2.(2017北京东城期末，15）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0～0.6 A,内阻约为0.2 Ω；
电压表:量程0~3 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1中完成电路连线。

要求用电流表外接法、滑动变阻器分压式接法.
图1
②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2所示.在图2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2
3.（2017北京朝阳期末，15)某同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的器材如下:
待测小灯泡(2。

5 V，1.25 W)
电源（电动势3 V，内阻不计）
电流表（0～0。

6 A,内阻约0。

125 Ω;0~3 A,内阻约0。

025 Ω)
电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ;0~15 V，内阻约15 kΩ)
单刀单掷开关及导线若干
(1）为减小误差,在本实验中电流表应选用0~ A量程；电压表应选用0~ V量程。

(2）如图是本实验器材的实物图,图中已连接了部分导线,为了满足实验要求并尽可能减小误差,请补充实物图中的连线.
4.某实验小组要描绘一只小灯泡L（2.5 V 0.3 A）的伏安特性曲线。

实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
电源E(3.0 V,内阻约0.5 Ω)
电压表V1（0～3 V,内阻约3 kΩ）
电压表V2(0~15 V，内阻约15 kΩ)
电流表A1(0～0。

6 A,内阻约0.125 Ω）
电流表A2(0~3 A，内阻约0。

025 Ω）
滑动变阻器R（0～5 Ω）
（1）电压表应选择,电流表应选择。

(2）应选择图1中哪一个电路图进行实验？。

图1
（3)根据正确的实验电路图，该小组同学测得多组电压和电流值，并在图2中画出了小灯泡L的伏安特性曲线.由图可知，随着小灯泡两端电压的增大,灯丝阻值也增大，原因
是。

当小灯泡两端电压为1.40 V时，其电阻值约为
Ω（结果保留2位有效数字）。

图2
(4)若将如图3所示的交变电压直接加在这个小灯泡L的两端,则小灯泡的电功率约为
W(结果保留1位有效数字）。

(5）将小灯泡L接入图4所示电路,通过实验采集数据，得到了电压表示数U随电流表示数I变化的图像，图5中能正确反映U—I关系的是。

图5
综合提能
1.(2017北京丰台一模，19）某同学想要描绘标有“2。

5 V，0。

3 A”字样的小灯泡的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确，绘制曲线完整.实验室提供的器材除了开关、导线外，还有电压表(0~3 V，内阻约3 kΩ）、电流表（0~0。

6 A,内阻约0。

1 Ω）、滑动变阻器R(0~10 Ω，额定电流1 A)、滑动变阻器R’（0~100 Ω,额定电流1 A）。

图甲是该同学实验中的实物连线图,图乙是测得数据后绘出的小灯泡的伏安特性曲线。

下列选项中说法正确的是（)
图甲
图乙
A.图甲中的滑动变阻器选择R'调节效果较好
B。

为了减小电表内阻带来的误差，图甲中导线①应该连接b处
C。

为了满足实验数据的测量要求，图甲中导线②应该连接d处
D.由图乙可知,拐点两侧区域小灯泡阻值分别恒定,但两定值不等
2。

(2017北京西城二模，21)（1）用10分度的游标卡尺测量小球的直径,测量的示数如图1所示，读出小球直径d的值为mm。

图1
（2）某同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线"的实验时,用标有“2.5 V，0。

3 A”的小灯泡,采用如图2所示的电路进行实验.
图2 图3
①他选择了学生电源、电流表和电压表。

现有两个滑动变阻器R1(0~10 Ω)和R2(0~1 kΩ）,实验中应选用的滑动变阻器是。

②请根据图2所示的电路，在图3中进行实物连线。

图4
③如图4是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线.从图线可以得出小灯泡灯丝的电阻率随温度变化的特点是。

④在实验中，当小灯泡两端加2。

5 V的电压时，小灯泡的电阻为Ω（保留两位有效数字）。

⑤若实验室现只有一个电动势为6 V的铅蓄电池,为了调节方便，同时确保实验过程的安全,某同学设计在电路中某位置增加一个阻值合适的定值电阻R0。

在如图5给出的A、B、C三个位置中，更合理的位置是哪一个，并简要说明理由.
图5
答案精解精析
基础巩固
1.答案（1）1.844(在1.842～1.846范围内均可） 4.240 (2）
解析（1）由题图a知，圆柱体的直径为1。

5 mm+34.4×0.01 mm=1。

844 mm，长度为42 mm+8×0.05 mm=42.40 mm=4.240 cm。

(2)由I=,R=ρ及S=π得ρ=。

2。

答案(1)R=ρ 3.4 (2)①图见解析②R1 b ③乙电流表外接时,测得的电阻值偏小解析（1)由公式R=ρ,代入数值得电阻阻值R=3。

4 Ω;
(2）①如图所示
②由于用滑动变阻器采用分压式接法,所以从方便调节的角度考虑,滑动变阻器选最大阻
值较小的R1；为保护电路中元件，闭合开关前,滑片应移至b端，使导线两端电压为零。

③因为电流表外接时,测得的电流值偏大，由R=可知电阻值偏小，对应图线乙。

3。

答案(1）0。

6 3 （2)见解析
解析(1）根据小灯泡规格“2。

5 V,1。

25 W”可以知道，额定电压U=2。

5 V,额定电流I==
A=0。

5 A,可以知道电流表应选“0～0.6 A”量程，电压表应选“0～3 V”量程；
（2）因为实验要求减小误差，需要尽可能多的测量数据,所以滑动变阻器应采用分压式接
法;小灯泡阻值较小，在额定电压下工作时R x==Ω=5 Ω,因=600,=40,则电流表应采用外接法,如图所示.
4。

答案（1）V 1A1
(2）A
(3）灯丝的电阻率随温度的升高而增大7.0
（4）0.3
（5）C
解析（1)在满足测量要求的前提下,小量程的电表精度更高，故电压表选择V 1，而电流表选择A1。

(2)电压表的内阻远大于灯泡的电阻，选择电流表外接法可减小系统误差,为使灯泡两端的电压从0开始调节,滑动变阻器应采用分压式接法，故选A。

(3）小灯泡两端电压增大时,灯丝的电功率增大导致温度升高，灯丝的电阻率增大，灯丝的电阻增大。

由图2读出灯泡两端电压是1。

40 V时,灯丝中的电流是0.20 A,由欧姆定律知此时灯泡灯丝的电阻R==Ω=7.0 Ω。

(4）由图3知该交流电压的有效值U0= V= V。

由图2读出U0=V≈1.4 V时的电流I0=0.20 A，则灯泡的电功率P=U0I0=1.4×0.20 W≈0。

3 W。

(5)由图4知U=E-I·r,式中E为电源电动势,r为电源内电阻，故C选项正确.
综合提能
1。

C 滑动变阻器应用于分压电路时,总阻值较小的调节方便,故A项错误；因电压表内阻远大于灯泡电阻,电压表的分流作用可忽略，故选用电流表外接法以减小测量误差,故B项错误;为使灯泡两端电压从零开始测量以满足绘制完整曲线的要求,变阻器应采用分压接法,故C项正确;由欧姆定律和图线可知，拐点两侧区域图线上对应点各处U和I比值不恒定,故D项错误。

2。

答案（1)18.4
（北京专用）2019版高考物理一轮复习第十章恒定电流第3讲实验测定金属的电阻率实验描绘小灯泡的伏安特性曲线检测（2）①R1②如图所示
③随着温度的升高,小灯泡灯丝的电阻率增大
④10
⑤是C位置.理由是:当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,能保证小灯泡两端的电压为零;当滑片滑到最右端时,能保证小灯泡两端的电压不超过它的额定电压2。

5 V。

这样既方便了操作,又确保了小灯泡的安全.
解析（1）主尺读数为18 mm，游标尺读数为4×0。

1 mm=0.4 mm，小球直径d=18 mm+0.4 mm=18。

4 mm。

(2)①分压电路中滑动变阻器用总电阻小的方便调节。

④由I—U图像知，当U=2.5 V时,电流I=0.25 A,R===10 Ω。

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