高三物理总复习巩固练习电学实验探究导体电阻与材料的关系

这是一份高三物理总复习巩固练习电学实验探究导体电阻与材料的关系，共18页。试卷主要包含了填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
【巩固练习】
一、填空题
1、（2016 北京西城二模）用螺旋测微器测一金属丝的直径，示数如图1所示。由图可读出金属丝的直径为 mm。




2、(2015 广东卷）某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表（内阻约为3kΩ）、电流表（内阻约为1Ω）、定值电阻等。

①使用多用电表粗测元件X的电阻。选择“×1”欧姆档测量，示数如图1（a）所示，读数为 Ω。据此应选择图中的 （填“b”或“c”）电路进行实验。
②连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐 （填“增大”或“减小”）；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验。

③图2（a）是根据实验数据作出的U-I图线，由图可判断元件 （填“X”或“Y”）是非线性元件。
④该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻，测量待测电池组的电动势E和电阻r，如图2（b）所示。闭合S1和S2，电压表读数为3.00V；断开S2，读数为1.00V，利用图2（a）可算得E= V，r = Ω（结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表）。

3、（2015 重庆卷）同学们测量某电阻丝的电阻，所用电流表的内阻与相当，电压表可视为理想电压表.
①若使用图1所示电路图进行实验，要使得的测量值更接近真实值，电压表的a端应连接到电路的 点（选填“b”或“c”）.

②测得电阻丝的图如图2所示，则为 Ω（保留两位有效数字）。
③实验中，随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态.某同学发现对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化.他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为10V的条件下，得到电阻丝的电阻随风速（用风速计测）的变化关系如图3所示.由图可知当风速增加时，会 （选填“增大”或“减小”）。在风速增加过程中，为保持电阻丝两端电压为10V，需要将滑动变阻器的滑片向 端调节（选填“M”或“N”）.

④为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图4所示的电路.其中为两只阻值相同的电阻，为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V为待接入的理想电压表。如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“–”端应分别连接到电路中的 点和 点（在“a”“b”“c”“d”中选填）.

4、一个标有“12 V”字样，功率未知的灯泡，测得灯丝电阻R随灯泡两端电压变化的关系图线如图所示，利用这条图线计算：

（1）在正常发光情况下，灯泡的电功率P= W.
（2）假设灯丝电阻与其绝对温度成正比，室温有300 K，在正常发光情况下，灯丝的温度为 K.
（3）若一定值电阻与灯泡串联，接在20 V的电压上，灯泡能正常发光，则串联电阻的阻值为 Ω.

二、解答题
1、(2015 深圳一模) 在“实验：用伏安法测量金属丝电阻率ρ”中，实验用的电源电动势为3V，金属丝的最大电阻为5Ω． 
 
①为使测量更为准确，请在图甲中正确选择电流表的量程并接入电路． 
②用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，其读数为d=　 　mm． 
③滑动变阻器触头调至一合适位置后不动．闭合开关，P的位置选在ac的中点b，读出金属丝接人电
路的长度为L，电压表、电流表的示数分别为U、I．请用U、I、L、d写出计算金属丝电阻率的表达式：
ρ=　　　　　． 
④本电路测量结果：ρ测　　ρ真．(选填“＞”或“＜”) 



2、、某同学利用如图所示的电路，研究加在标有“3. 8 V，0. 3 A”的小电珠两端的电压和通过它的电流的关系，得到如下表所示的数据。
　
由这些数据可以得到：
（1）描绘出小电珠的曲线。
（2）比较=1.0 V和=3.0 V时小电珠的电阻大小，并说明其原因。
（3）小电珠两端的电压从零到额定电压变化时，小电珠的最大电阻是多少？最大电功率是多少？
（4）通过小电珠的电流等于零时，这个小电珠的电阻是多少？


3、某同学测绘标有“3 V，1. 5 W”小电珠的电功率随电压变化的图象，要使小电珠两端电压从0连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有：
　A．电流表：量程0～0.6A，内阻约为1Ω
　B．电流表：量程0～3 A，内阻约为2Ω
　C．电压表：量程0～3 V，内阻约为2 kΩ
　D．电压表：量程0～15 V，内阻约为4.5 kΩ
　E．滑动变阻器：阻值范围0～10Ω，额定电流2A
　F．电池组：电动势6 V，内阻约为1Ω
（1）选用的电流表代号为__________；电压表代号为__________。
（2）用笔画线当导线，将图中的实物连成所需电路。

　

4、现要测定一个额定电压4V、额定功率为1.6W的小灯泡（图中用表示）的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1～4V。
　现有器材：直流电源E（电动势4V、内阻不计），电压表V（量程4.5V，内阻约为
，电流表（量程250mA，内阻约为2Ω），电流表（量程为500mA，内阻约为1Ω），滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω），电键S，导线若干。
　如果既要满足要求，又要测量误差小，应该选用的电流表是＿＿，下面两个电路应该选用的是＿＿＿。
　　　　


5、在“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时其刻度的位置如图所示，用米尺测量出金属丝的有效长度=0.820 m。金属丝的电阻大约为4Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料常温下的电阻率。
　　
（1）从图中可读出金属丝的直径为________mm。
（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外还有如下实验器材供选择：
　A．直流电源：电动势约4.5 V，内阻很小
　B．电流表：量程0～0.6 A，内阻约为0. 125Ω
　C．电流表：量程0～3.0 A，内阻约为0. 025Ω
　D．电压表：量程0～3V，内阻约为3 kΩ
　E．电压表：量程0～15 V，内阻约为15 kΩ
　F．滑动变阻器：最大阻值20Ω
　G．滑动变阻器：最大阻值500Ω
　H．开关、导线若干
　　为了提高实验的测量精度和仪器操作的方便，在可供选择的器材中，应该选用的电流表是__________，电压表是__________，滑动变阻器是__________（填仪器的字母代号）。
（3）根据所选的器材，用铅笔在图所示的虚线方框中画出完整的实验电路图。
　　
（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为=4.1Ω，则这种金属材料的电阻率为_________（计算结果保留两位有效数字）


6、有一个小灯泡上标有“4.8V、2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方的关系曲线。有下列器材可供选用：
　A．电压表（0～3V，内阻3 kΩ）
　B．电压表（0～15 V，内阻15 kΩ）
　C．电流表A（0～0.6 A，内阻约1 Ω)
　D．定值电阻=3 kΩ
　E．定值电阻=15 kΩ
　F．滑动变阻器R（10Ω，2 A)
　G．学生电源（直流6V，内阻不计）
　H．开关、导线若干
（1）实验中所用电压表应选用_________，定值电阻应选用_________（均用序号字母填写）；
（2）为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足实验要求的电路图；
　
（3）利用上述实验电路图测出的电压表读数与此时小灯泡两端电压U的定量关系是__________，下面的四个图象中可能正确的是__________。


7、图甲为某同学测绘额定电压为2.5V小电珠的图线实验电路图。
　
（1）根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接成完整实验电路。
（2）开关S闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于__________（选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）。
（3）已知小电珠灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比（热力学温度T与摄氏温度t的关系为T=273+t），根据图画出的小电珠特性曲线，估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为__________℃（保留两位有效数字）。


8、在“测定金属的电阻率”的实验中，需要用刻度尺测出被测金属丝的长度。用螺旋测微器测出金属丝的直径d，用电流表和电压表测出金属丝的电阻。
（1）请写出测金属丝电阻率的表达式：__________（用上述测量的字母表示）。
（2）若实验中测量金属丝的长度和直径时，刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示，则金属丝长度的测量值为=__________cm，金属丝直径的测量值为d=__________mm.。
　　
（3）如图，要用伏安法测量的电阻，已知电压表内阻约几kΩ,电流表内阻约1Ω，若用图甲电路， 的测量值比真实值_________（填“偏大”或“偏小”），若的阻值约为10Ω，应采用_______（选“甲”或“乙”）图的电路，误差会比较小。
　　　
（4）无论是用上面的甲图或乙图测量，都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差。为了减小误差，研究性学习小组设计了以下的实验方案：
利用如图实所示的电路测量，其中R是电阻箱，在右边方框中画出与图对应的电路图。
第一步：断开，闭合，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，
其大小为I；
第二步：断开，闭合，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为__________，记录此时电阻箱的阻值，其大小为。由此可测出=__________。
　　　


9、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，小灯泡的规格为“6 V，3 W”，其他供选择的器材有:
电流表A1（量程3 A。内阻0.2Ω） 电流表A2（量程0.6 A，内阻1Ω）
电压表V1（量程6 V，内阻20 kΩ）
变阻器R1（0～1 000Ω，0.5 A） 变阻器R2（0～20Ω，2 A）
学生电源E（6 V） 开关S及导线若干
（1）实验中要求电压表在0～6 V范围内读数并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I，以便作出伏安特性曲线，则在上述器材中，电流表应选 ，变阻器应选 .
（2）在所给的虚线方框中画出此实验的电路图.



（3）以下是该实验的操作步骤
A. 闭合开关，记下电流表、电压表的一组示数（U、I），移动变阻器的滑动触头，每移动一次记下一组（U、I）值，共测出12组数据
B. 将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路
C. 调节触头位置，使闭合开关前触头处于使变阻器与小灯泡并联的电阻最大的位置
D. 按所测数据，在坐标纸上描点并将各点用平滑曲线连接起来，得出小灯泡的伏安特性曲线。
以上各步骤中存在的错误或不妥之处：
。
将各步骤纠正后，按实验先后顺序排列起来 。
（4）小灯泡的I—U图线是一条曲线，其原因是
。

10、（2016 浙江卷）某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω.


图18
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c”或“d”)．
(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
I/A
0.09
0.19
0.27
0.35
0.44
0.53



(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的1/10，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)．
A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接d
C．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d




11、在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠（2.5V，0.6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干。
（1）粗测小电珠的电阻，应选择多用电表_____倍率的电阻档（请填写“1”、“10”或“100”）；调零后，将表笔分别与小电珠的两极连接，示数如图1，结果为_____


（2）实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图2完成实物图3中的连线。
（3）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于____端。为使小电珠亮度增加，P应由中点向_____端滑动。
（4）下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图象，必须在相邻数据点
_____间多测几组数据（请填写“ab” “bc” “cd” “de”或“ef”）

数据点
a
b
c
d
e
f
U/V
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
I/A
0.000
0.122
0.156
0.185
0.216
0.244
12、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用如图1所示的电路。
①请根据图1在图2中进行实物连线。

②某同学在实验中得到下面一组U和I的数据：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U/V
0.05
0.10
0.20
0.30
0.40
1.00
1.50
2.00
3.00
I/A
0.05
0.08
0.10
0.11
0.12
0.16
0.19
0.22
0.27

图3是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线。从图线上可以看出，当通过小灯泡的电流逐渐增大时，灯丝的阻值逐渐 ；这表明灯丝的电阻率随温度升高而 。（以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）

③将本实验中的小灯泡两端加3.0V的电压，则小灯泡的实际功率约为________W；若直接接在电动势为3.0V、内阻为2.0Ω的直流电源两端，则小灯泡的实际功率约为________W。（以上两空的结果均保留两位有效数字）




【答案与解析】
一、填空题
1、【答案】（1）1.515（）
【解析】螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为1.5×0.01mm，所以最终读数为1.5mm+0.015mm=1.515mm。
故答案为1.515
2、【答案】① 10 b ②增大 ③Y ④ 3.2 0.50
【考点】练习使用多用电表实验；描绘小电珠的伏安特性曲线实验；测定电源的电动势和内阻实验
【解析】①读数为10，欧姆档“×1”，故电阻为10×1 = 10Ω 。采用外接法的原因是，,电流表的分压作用影响大，应使用电流表外接法。
②当P向右边滑动时，未知元件上分到的电压增大，因此电流增大。
③由图2（a）可知，Y的电压与电流的比值并不固定，因此是非线性元件。
④由图2(a)可知，RX = 10Ω ，由闭合电路欧姆定律可得，当S2闭合时， ,当S2断开时有（此时把R当作电源内阻），联立解得E = 3.2V , r = 0.50Ω 。
3、【答案】① c；② 4.1 （4.0～4.2）;③减小 ，M；④ b，d
【解析】①电流表有较大内阻，选择内接法会使电阻的测量值偏大，而电压表为理想电压表，故选择电流表外接法可以减小电阻的测量误差，故选解c点。
② 由部分电路的欧姆定律知U-I 图象的斜率代表电阻，求得。
③由图3知风速增大后，代表电阻的纵坐标数值在减小；Rx减小，导致总电阻减小，总电流增大，使得并联部分的电压减小，向M端滑动可使并联部分的电压重新增大为10V 。
④当风速为零时，电压表的示数也为零，电路的b和d两点构成电桥，满足Uad=Uab；而下端的Rx减小后，即Uad＞Uab有，故电压表的正接线柱接在b点，负接线柱接在d点。
4、（1）24 （2）1 800 （3）4
解析：（1）由图可知当U=12V时，灯泡的电阻为6Ω，在正常发光情况下，灯泡的电功率
.（2）灯丝电阻与其绝对温度成正比，，则
所以.
（3）正常发光上的电压为
灯泡正常发光电流为
所以串联电阻的阻值为 。
二、解答题
1、【答案】①如图所示； ②0.690(0.688～0.693)；③； ④ ＜
【分析】 ①根据滑动变阻器采用分压式接法，电流表采取外接法连接实物图．②螺旋测微器的读数等于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．③结合电阻定律和欧姆定律求出电阻率的表达式．④电流表采取外接法，由于电压表起分流作用，导致测量的电流偏大，根据欧姆定律和电阻定律得出电阻率测量的误差是偏大还是偏小． 
     【解析】①根据； 
因滑动变阻器采用限流式接法，电流表采取外接法，实物图连接如下图； 
 
②螺旋测微器的读数为：0.5mm+0.01×19.0mm=0.690mm． 
③根据欧姆定律得，，根据电阻定律得，， 
联立两式解得．
④所用电压表不是理想电压表，电压表起分流作用，导致测量的电流偏大，根据欧姆定律测量的电阻偏小，根据电阻定律知，导致电阻率的测量值偏小．  填“＜”。
【点评】 解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握欧姆定律和电阻定律，会分析误差的来源．

2、解析：（1）小电珠的图线如图所示。
　　

（2），，，原因是随着电压的增大，通过小电珠的电流增大，同时小电珠的发热功率增加，随着温度的升高，灯泡灯丝的电阻率增大，则灯泡的电阻增大。
（3）由图象可知，电流、电压达到最大时，小电珠的电阻最大，因此，灯泡的最大电阻为：
此时的电功率也最大：。
（4）由小电珠的伏安特性曲线可知，当通过小电珠的电流比较小时，可以看作通过原点的一条直线，随着温度的增加，变成曲线，因此电流等于零时的电阻即为开始电流很小时的电阻。
3、解析：（1）根据小灯泡的额定电压和额定功率可得小灯泡的额定电流为0. 5 A，故电流表选A。灯泡两端的电压最大为3 V，故电压表选C。
（2）小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法，题目要求小灯泡两端的电压从0连续变化，故滑动变阻器采用分压式接法，实物图如图所示。
　
4、解析：小灯泡的额定电流，故电流表选用；
小灯泡的电阻，由于，故应选电流表外接法，即电路图甲。
由得，所以电流表选。
根据电流表、电压表内阻及小电珠电阻之间的关系，，
， ，由于，
电压表分流引起的误差远小于电流表分压引起的误差；选用电流表外接法，故选甲电路。
5、（1）0. 520±0. 005　　 （2）（或B）；（或D）；（或F）
（3）实验电路如图所示。（4）。
解析：（1）0. 520±0. 005　（2）因通过电源的电流不能太大，故安培表应选用；因电源电动势仅有4.5 V，电阻丝两端电压应小于4.5 V，若用量程为15 V的电压表，则误差较大，故伏特表应选用，为了便于调节，滑动变阻器应选用。
（3）因电阻丝电阻较小，故应采用安培表外接；因电压无需从零开始，故应用限流电路即可。（4）由电阻定律，则电阻率。




6、（1）A；D（2）电路图见解析 （3） ；C
解析：（1）因灯泡两端的电压最大为4.8 V，若用15 V的电压表，则测量误差较大，因而可用3V的电压表与3 kΩ的定值电阻串联，测出灯泡两端的电压。
（2）因小灯泡正常工作时电阻，比伏特表内阻小得多，为减小误差，应采用安培表外接，因电压要求从零开始，所以滑动变阻器应接成分压电路。

（3），即，而，所以
随着灯泡两端的电压升高，灯泡的功率将增大．而灯丝的温度也将升高，灯丝电阻增大，
由知，图线各点切线的斜率也将逐渐减小，故选C。
7、（1）实物连线图如图所示，见解析。（2）A端（3）

解析：对于分压电路，开关S闭合前，应该将滑动变阻器的滑片置于最左端（A端），
使待测电路上电压为零。由灯丝电阻与热力学温度成正比可得R=kT，
当灯丝温度为300 K时电阻为1.5 Ω可得k=0.005．
由小灯泡的特性曲线可得当电压为2.5 V时灯丝中电流约为0.265 A，
根据欧姆定律可得出灯丝电阻，
由R=kT解得此时灯丝热力学温度，
即灯丝温度为。
8、解析：（1）由，，可得。
（2）由于米尺的最小分度为1mm，以毫米为单位，读数应估读到小数点后面第1位，所以金属丝的长度为36. 48 cm～36. 50 cm，螺旋之器的读数为0.796mm～0.799mm。
（3）由，U准确，I偏大，故的测量值比真实值偏小，由于满足，故应采用甲图误差小。
（4）本实验方案的原理是替代法，由知，第二步应使电流表的示数仍为I，故，电路如图所示。
　
9、解析：（1）A2 R2
（2）外接法。因为电流表与小灯泡的电阻都较小，电流表的分压影响很大。而电压表的内阻很大，所以应采用外接法，电压表的分流影响很小，可以提高实验的准确性。电路图如下图所示。



（3）步骤C中，闭合开关前触头应处于使变阻器与小灯泡并联的电阻为零的位置，
BCAD
（4）随着电压增加，通过小灯泡的电流增大，温度升高，灯泡灯丝的电阻率增加。
10、【答案】 (1)a　d
(2)如图所示　4.4～4.7

(3)B

【解析】 (1)因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值，故采用电流表外接法，又知滑动变阻器采用分压电路接线，故测R1阻值的最优连接方式为导线①连接a、导线②连接d.
(2)作图如图所示，则.
(3)根据电阻定律可得，故R2＝R1，要测R2的阻值，与测量R1一样，最优的连线应①连接a，②连接d，故B正确．

11、1 7.5 左端 右端 ab
解析：（1）电珠电阻较小，故选“1”档 （2）如图4.
（3）P置左端电珠两端电压最小，右端 （4）ab之间电流值相差太大。



12、①如图所示
② 增 大 ····增 大 
③ 0.81（0.80—0.82） ··
0.62（0.60—0.64）····