2018年高考物理复习作业35

题组层级快练(三十五)

一、选择题

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b 所示．

(1)由上图读得圆柱体的直径为________ cm ，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为D 、L ，测得D 、L 、I 、U 表示的电阻率的关系式为ρ＝________．

答案 (1)0.1844 4.240 (2)πD 2U 4IL

解析 (1)螺旋测微器的读数为1.5 mm ＋34.4×0.01 mm ＝1.844 mm(1.842－1.846范围内的均可)；游标卡尺的读数为42 mm ＋8×0.05 mm ＝42.40 mm ＝4.240 cm ；(2)圆柱体的横截面

积为S ＝π(D 2)2，由电阻定律R ＝ρL S 和欧姆定律R ＝U I 可知，ρ＝πD 2U 4IL

. 2．衡水中学课外活动小组的同学们在做《自来水电阻率的测定》课题时，在一根粗细均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，其间充满待测的自来水，然后用如图甲所示电路进行测量．

某同学选用的电学器材如下：

电压表(量程15 V ，内阻约90 kΩ)、电流表(量程300 μA ，内阻约50 Ω)、滑动变阻器(100 Ω，1 A)、电池组(电动势E ＝12 V ，内阻r ＝6 Ω)、开关一个、导线若干．

实验中测量情况如下：

安装前他用图乙(a)的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图乙(b)所示．

测得两电极相距L＝0.314 m.

实验中测得包括0在内的9组电流I、电压U的值，在坐标纸上描点如图所示．

根据以上材料请回答下面的问题：

(1)测量玻璃管内径时，应将图乙(a)游标卡尺中的A、B、C三部分中的________与玻璃管内壁接触；玻璃管的内径d＝________mm.

(2)为保证安全，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至________端(选填M或N)．

(3)根据实验数据可知他测得水柱的电阻R＝________Ω(保留两位有效数字)；用水柱电阻R、玻璃管内径d、水柱长度L表示自来水的电阻率ρ＝________．

(4)该同学在完成实验报告时，通过比较水柱电阻、电表内阻时发现，实验中的电路设计有不妥之处，会引起较大的系统误差，于是他在实验报告中提出了改进意见，并画出了改进后的电路原理图．请在虚线框中画出改进后的实验电路原理图．

答案(1)A30.75(2)M(3)1.0×105πRd2 4L

(4)如图所示

解析(1)游标卡尺中的A是用于测内径的，其读数

d＝30 mm＋15×0.05 mm＝30.75 mm

(2)滑动变阻器分压接法时，闭合开关时，分压应为零，即滑片应置于M端．

(3)根据图作过原点的直线(使较多的点在直线上或平均分布于直线两侧)，其斜率即为阻值R

＝1.0×105

Ω.根据R ＝ρL S ，得ρ＝πRd 24L . (4)由于被测电阻阻值较大，故电流表应内接．

3．为了测量某待测电阻R x 的阻值(约为30 Ω)，有以下一些器材可供选择．

电流表A 1(量程0－50 mA ，内阻约10 Ω)；

电流表A 2(量程0－3 A ，内阻约0.12 Ω)；

电压表V 1(量程0－3 V ，内阻很大)；

电压表V 2(量程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1.0 A)；

滑动变阻器R 1(0－10 Ω，允许最大电流2.0 A)；

滑动变阻器R 2(0－1 k Ω，允许最大电流0.5 A)；

单刀单掷开关S 一个，导线若干．

(1)电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________．(填字母代号)

(2)请在下面的虚线框内画出测量电阻R x 的实验电路图．(要求所测量范围尽可能大)

(3)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R x ＝________．

答案 (1)A 1 V 1 R 1 (2)见解析图

(3)U I

－R 解析 (1)首先选取唯一性器材：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1.0 A)，单刀单掷开关S ，导线．电源电动势约为3 V ，所以电压表选择V 1(量

程0－3 V ，内阻很大)；待测电阻R x 的阻值约为30 Ω，流过R x 的最大电流为3 V 30 Ω

＝0.1 A ＝100 mA ，如果电流表选择A 2(量程0－3 A ，内阻约0.12 Ω)，指针偏转很小，测量不准确，所以只能选择A 1(量程0－50 mA ，内阻约10 Ω)；滑动变阻器R 2的全值

电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1(0－10 Ω，允许最大电流2.0 A)．

(2)因为实验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采用分压接法；因为待测电阻R x 的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采用外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50 mA，应给待测电阻串联一个定值电阻R，起保护作用．实验原理图如图所示．

(3)根据欧姆定律可得R x＝U

I－R.

4．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中：

(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金丝和康铜丝进行探究，a、b、c、d是四种金属丝．

①实验小组讨论时，某同学对此电路提出异议，他认为，电路中应该串联一个电流表，只有测出各段金属丝的电阻，才能分析电阻与其影响因素的定量关系．你认为要不要串联电流表？并简单说明理由．____________________________；

②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示：电路图中金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝，则金属丝d应为下表中的________(用表中编号D、E、F表示)．

(2)

①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L＝80.00 cm，用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示，则金属丝的直径d为________；

②按如图丙所示连接好电路，测量金属丝的电阻R.改变滑动变阻器的阻值，获得六组I、U