2019年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題30 測量電阻率實驗.doc
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專題30 測量電阻率實驗 1.(9分) (2019廣東惠州第一次調研)為了測量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率,提供的器材有: A.電流表G,內阻Rg=120 Ω,滿偏電流Ig=6 mA B.電壓表V,量程為0~6 V,內阻約為1000Ω C.螺旋測微器,毫米刻度尺 D.電阻箱R0(0~99.99 Ω) E.滑動變阻器R(最大阻值為5 Ω) F.電池組E(電動勢為6 V,內阻約為0.05 Ω) G.一個開關S和導線若干 (1) 用多用電表粗測電阻絲的阻值,當用“10”擋時發(fā)現指針偏轉角度過大,應該換用______擋(填“1”或“100”),進行一系列正確操作后,指針靜止時位置如圖甲所示其讀數為 Ω; (2) 把電流表G與電阻箱并聯,改裝成量程為0~0.6 A的電流表使用,則電阻箱的阻值應調為R0=________Ω (保留3位有效數字) ; (3) 改裝好的電流表用符號“”表示,內阻RA已知,用該電流表和所提供的實驗器材較準確測量電阻絲Rx的阻值,請在圖乙中畫出實驗電路圖; (4) 測得電阻絲的長度為L,電阻絲的直徑為D,電路閉合后,調節(jié)滑動變阻器的滑片 到合適位置,讀出電壓表和電流表的示數,測得金屬絲的電阻為Rx。寫出計算電阻率的表達式ρ=____________ (L、D、Rx表示) 。 【實驗攻略】(1)測量電阻一般采用伏安法,測量電阻率需要應用電阻定律。 (2)電表改裝。電流表并聯電阻可擴大量程,電流表并聯等于內阻1/n倍的電阻,可使電流表量程擴大到原來的n+1倍。電流表串聯電阻可改裝成電壓表,電壓表串聯等于n倍內阻的電阻,可使電壓表量程擴大到原來的n+1倍。 (2)根據歐姆定律,I=U/R,所以正確的圖線是②,由圖線求出電阻Rx=U/I=3/0.4Ω=7.5Ω。 3.(9分) (2018高考全國理綜III)一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值,圖中R0為標準定值電阻(R0=20.0 Ω);可視為理想電壓表。S1為單刀開關,S2位單刀雙擲開關,E為電源,R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗: (1)按照實驗原理線路圖(a),將圖(b)中實物連線; (2)將滑動變阻器滑動端置于適當位置,閉合S1; (3)將開關S2擲于1端,改變滑動變阻器動端的位置,記下此時電壓表的示數U1;然后將S2擲于2端,記下此時電壓表的示數U2; (4)待測電阻阻值的表達式Rx=_____________(用R0、U1、U2表示); (5)重復步驟(3),得到如下數據: 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次測量所得的平均值,求得Rx=__________Ω。(保留1位小數) 【參考答案】(1)電路如圖。(3分) (4)(-1)R0 (3分)(5)48.2 (3分) 【命題意圖】 本題主要考查電阻測量、歐姆定律、電路連接研及其相關的知識點。 5次測量所得的平均值,(3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=(-1)R0=(3.41-1)20.0Ω=48.2Ω。 4.(2018高考天津理綜)某同學用伏安法測定待測電阻Rx的阻值(約為10 kΩ),除了Rx,開關S、導線外,還有下列器材供選用: A.電壓表(量程0~1 V,內阻約為10 kΩ) B.電壓表(量程0~10 V,內阻約為100 kΩ) C.電流表(0~1 mA內阻約為30 Ω) D.電流表(0~0.6 A,內阻約為0.05 Ω) E.電源(電動勢1.5 V,額定電流0.5 A,內阻不計) F.電源(電動勢12 V,額定電流2 A,內阻不計) G.滑動變阻器R0(阻值范圍0~10 Ω,額定電流2 A) ①為使測量盡量準確,電壓表選用_________,電流表選用______________,電源選用______________。(均填器材的字母代號); ②畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。 ③該同學選擇器材、連接電路和操作均正確,從實驗原理上看,待測電阻測量值會______________其真實值(填“大于”“小于”或“等于”),原因是____________________________。 【參考答案】 ① B C F ②測量Rx阻值的實驗電路圖如圖。 ③大于 電壓表的讀數大于待測電阻兩端實際電壓(其他正確表述也可) ③由于電流表的分壓,導致電壓測量值偏大,而電流準確,根據Rx=U/I可知測量值偏大; 【點睛】 滑動變阻器的分壓和限流接法的區(qū)別和選用原則: 區(qū)別:(1)限流接法線路結構簡單,耗能少;(2)分壓接法電壓調整范圍大,可以從0到路端電壓之間連續(xù)調節(jié); (2)由于滑動變阻器R阻值范圍只有0~20Ω,所以實驗電路設計成滑動變阻器分壓接法。 【方法歸納】測量電阻的原理一般是利用歐姆定律。 6.(2019金考卷)(9分)在電子線路制作中常用到覆銅板,覆銅板是將補強材料(加入橡膠中可以顯著提高其力學性能的材料)浸以樹脂,一面或兩面覆以銅箔,經熱壓而成的一種板狀材料,稱為覆銅箔層壓板,它是做印制電路板的基本材料,常叫基材。小明同學是電子制作愛好者,他想應用所學的物理知識來測量覆銅板的導電銅膜厚度。于是他從資料上查得導電銅膜的電阻率ρ=1.7510-8 Ωm,并利用下列器材完成了這個實驗: A.電源E(電動勢為6 V,內阻不計); B.取待測長方形覆銅板一塊,將兩個粗銅條A、B平行壓置在覆銅板的兩端,與覆銅板接觸良好,用作電極,如此就制成了待測電阻R(阻值約為2 Ω); C.滑動變阻器R1(總阻值約為10 Ω); D.定值電阻R2(電阻值R2=6 Ω); E.毫米刻度尺和游標卡尺; F.電壓表V (量程為6 V,內阻很大); G.電流表A (量程為0.6 A,內阻約為5 Ω); H.開關K,導線若干。 (1)請在圖甲的實物圖中完成實物連線,要求實驗測量精度高。 (2)小明在接通電路之前,先用游標卡尺測得覆銅板寬度d如圖乙所示,則游標卡尺的讀數為 mm。 (3)小明用毫米刻度尺測兩電極A、B間的距離L=1.001 0 m。 (4)圖丙中的6個點表示實驗中測得的6組電流I、電壓U的值,請完成作圖。若所得圖線的斜率用k表示,則導電銅膜的電阻R= (用k及題中所給字母表示),根據實驗數據及I-U圖線求出導電銅膜的電阻R= Ω(計算結果保留兩位有效數字)。 (5)計算導電膜厚度h的值為 mm(計算結果保留兩位有效數字)。 【參考答案】:(1)如圖所示 (2) 8.02 (4)如圖所示 -R2 2.3 (5) 9.510-4 【命題意圖】 本題考查電阻率測量實驗,意在考查考生電路設計與連接、圖像法處理實驗數據能力。 (4)過盡可能多的點連接成直線。由I=可知,I—U圖像的斜率k=,解得導電銅膜的電阻R=-R2.。I—U圖像的斜率k=0.5/4.15,R=-R2=8.3Ω-6Ω=2.3Ω。 (5)由電阻定律,R=ρ,解得導電膜厚度h的值為9.510-4mm. 7(2019河北衡水)(10分)用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω),實驗室提供如下器材: 電源E:電動勢3V,內阻忽略不計; 電流表A1:量程0~15mA,內阻約為100Ω; 電流表A2:量程0~300μA,內阻為1000Ω; 電壓表V:量程15V,內阻約15kΩ; 滑動變阻器R1:阻值范圍0~20Ω; 定值電阻R2:阻值為9000Ω; 開關S、導線若干。 (1)(2分)在實驗中要求盡可能準確地測量Rx的阻值,選擇的電表為 (填寫器材代號)。 (2)(4分)在圖甲虛線框中畫出完整測量Rx阻值的電路圖,并在圖中標明器材代號。 (3)(4分)調節(jié)滑動變阻器R1,兩表的示數如圖乙所示,可讀出電流表A1的示數是 mA,電流表A2的示數是 μA。 【參考答案】 【命題意圖】本題考查伏安法測電阻實驗、電路設計、電流表讀數及其相關知識點。 【解題思路】【解題思路】(1)由于電壓表量程15V,遠大于電源電壓,不能采用。待測電阻Rx的阻值約為200Ω,電源電壓3V,通過的最大電流大約為15mA,可以選擇量程0~15mA電流表A1測量電流,選擇量程0~300μA,內阻為1000Ω的電流表A2串聯阻值為9000Ω的定值電阻R2,作為電壓表測量電壓;在實驗中要求盡可能準確地測量Rx的阻值,選擇的電表為A1和A2。(2)為了多測幾組數據,設計成滑動變阻器分壓接法。由于電流表A1的內阻較大,約為100Ω,采用電流表外接電路測量。- 配套講稿:
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