1、课练 24 实验 测定金属电阻率 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除了标有“6 V 1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A直流电源 6 V(内阻不计)B直流电流表 03 A(内阻 0.1 以下)C直流电流表 0300 mA(内阻约为 5)D直流电压表 015 V(内阻约为 15 k)E滑动变阻器“10 2 A”F滑动变阻器“1 k 0.5 A”实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能多测几次(1)实验中电流表应选用_，滑动变阻器应选用_(均用序号表示)(2)试按要求在虚线框(图甲)中画出电路图(3)根据电路图将图乙中所示器材连成实验电路 2一实验小组
2、准备探究元件 Q 的伏安特性曲线，他们设计了如图甲所示的电路图请回答下列问题：(1)请将图乙中的实物连线按电路图补充完整(2)考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值_(填“大于”“等于”或“小于”)真实值(3)在电路中闭合开关 S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动变阻器滑片，总不能使电压表的示数调为零，原因可能是图中的_(填 a、b、c、d、e、f)处接触不良(4)实验测得表格中的 7 组数据请在坐标系(图丙)中作出该元件的 IU 图线 序号 电压/V 电流/A 1 0.00 0.00 2 0.40 0.02 3 0.80 0.05 4 1.20 0.12 5 1.60 0.20 6 2
3、.00 0.31 7 2.40 0.44 (5)为了求元件 Q 在 IU 图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标 I、U，由 RUI求得乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率 k，由 R1k求得其中_(填“甲”或“乙”)同学的方法正确 3某同学研究小灯泡的伏安特性曲线，用实验得到下表的数据(I 和 U 分别表示流过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压)，则：U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 U/V 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 I/A 0.41 0.46 0.48 0.49 0.50
4、(1)当 U1.40 V 时对应的电流表示数如图甲所示，其读数为_ A.(2)实验中所用的器材有：电压表(量程 3 V，内阻约为 2 k)；电流表(量程 0.6 A，内阻约为 0.2)；滑动变阻器(05，1 A)；电源、待测小灯泡、开关、若干导线 请在图乙方框中画出该实验的电路图 (3)根据实验数据，在图丙中画出小灯泡的 UI 曲线 (4)如果把小灯泡接在一个电动势为 1.5 V、内阻为 2.0 的电池两端，则小灯泡的实际功率是_W(结果保留两位有效数字)4要描绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到 3 V，并便于操作已选用的器材有：电池组(电
5、动势为 4.5 V，内阻约 1)；电流表(量程为 0250 mA，内阻约 5)；电压表(量程为 03 V，内阻约 3 k)；开关一个、导线若干(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的_(填选项字母)A滑动变阻器(最大阻值 20，额定电流 1 A)B滑动变阻器(最大阻值 1 750，额定电流 0.3 A)(2)实验的电路图应选用下列的图_(填选项字母)(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示现将两个这样的小灯泡并联后再与一个 2 的定值电阻 R 串联，接在电动势为 1.5 V、内阻为 1 的电源两端，如图乙所示每个小灯泡消耗的功率是_W.5小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大某同学为研究这一现
6、象，用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线实验可供选择的器材有：A小灯泡(规格为“2.5 V 1.2 W”)B电流表 A(量程为 00.6 A，内阻为 1)C电压表 V(量程为 03 V，内阻未知)D滑动变阻器(010，额定电流为 1 A)E滑动变阻器(05，额定电流为 0.5 A)F电源(E3 V，内阻不计)G定值电阻 R0(阻值为 6)H开关一个和导线若干(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化，且能尽量消除系统误差，在方框内画出实验电路图 (2)实验中，应该选用的滑动变阻器是_(填写器材前字母代号)(3)按照正确的电路图，该同学测得实验数据如下(I 是电流表 A 的示数，U 是电压表 V 的示数，
7、U 灯是小灯泡两端的实际电压)请通过计算补全表格中的空格，然后在下图中画出小灯泡的 U 灯I 曲线.I/A 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 U/V 0.08 0.15 0.25 0.40 0.60 U 灯/V I/A 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48 U/V 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00 U 灯/V (4)该同学将与本实验中一样的两个小灯泡以及给定的定值电阻R0三者一起串联接在本实验中提供的电源两端，则每个灯泡的实际功率是_ W.6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
8、，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甲和图乙所示 (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 _.7.有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示此金属材料重 12 N，长约为 30 cm，电阻约为 10.已知这种金属的电阻率为，密度为 0.因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积 S0，现有如下器材可选：A毫米刻度尺 B螺旋测微器 C电流表(0600 mA,1.0)D电流
9、表(03 A,0.1)E电压表(03 V,6 k)F滑动变阻器(020，0.5 A)G滑动变阻器(010 k，2 A)H蓄电池(6 V,0.05)I开关一个，带夹子的导线若干(1)除待测金属管线外，还应选用的器材有_(只填器材前的字母)(2)在方框中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路 (3)实验中要测量的物理量有：_；计算金属管线内部空间截面积 S0的表达式为 S0_.8如图甲所示(导线连线不完整)，某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各安装了一个电极(接触电阻不计)，两电极相距 L0.700 m，其间充满待测的导电溶液用如下器材进行测量：电压表
10、V(量程 15 V，内阻约 30 k)电流表 G(量程 300 A，内阻约 50)滑动变阻器(最大阻值 10，额定电流 1 A)电池组(电动势 E12 V，内阻 r6)单刀单掷开关一个，导线若干 下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据实验中他还用 20 分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径，结果如图乙所示 U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0 I/A 0 22 65 109 155 175 240 根据以上所述请回答下面的问题：(1)玻璃管内径 d 的测量值为_cm；(2)根据表中数据在图丙坐标系中描点，请作出 UI 图象，根据图象求出电阻 R_(保留两位有
11、效数字)；(3)计算导电溶液的电阻率表达式是 _(用 R、d、L 表示)，测量值为_m(保留两位有效数字)；(4)请画出测量导电溶液电阻的电路图，并在图甲中补画出未连接的导线 9金属材料的电阻率通常随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率随温度的升高而减小某同学需要研究某种导电材料的导电规律，他用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件 Z，并测量元件 Z 中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律(1)他应选用下图所示的_电路进行实验 (2)实验测得元件 Z 的电压与电流的关系如下表所示根据表中数据，可判断元件 Z 是_(填“金属材料”或“半导体材料”).U/V 0 0.40 0.60 0.
12、80 1.00 1.20 1.50 1.60 I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20(3)用螺旋测微器测量线状元件 Z 的直径如图甲所示，则元件 Z 的直径是_mm.(4)把元件 Z 接入如图乙所示的电路中，当电阻 R 的阻值为 R12 时，电流表的读数为1.25 A；当电阻 R 的阻值为 R23.6 时，电流表的读数为 0.80 A结合上表数据，求出电池的电动势为_V，内阻为_.(不计电流表的内阻)10(2017南开中学月考)某同学通过实验研究 LED 灯的伏安特性曲线，可用的器材如下：电源(内阻不计)、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的 LED
13、 灯两组、开关、导线(1)该同学将灯 L1连接成如图甲所示的实验电路，开关闭合前，滑动变阻器的滑片位置应置于最_端(填“左”或“右”)各元件检查正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，而电流表始终无示数，且灯 L1不亮，则一定断路的导线是_(2)更换导线后，移动滑动变阻器滑片，得到灯 L1的 IU 图像如图乙中的图线，则可知灯 L1的电阻随电压增大而_(填“变大”“变小”或“不变”)(3)换灯 L2重做实验，得到其 IU 图像如图乙中的图线.将滑动变阻器的滑片移到合适位置固定，同时撤去导线 2，接灯 L2时电流表的读数为 0.16 A，接灯 L1时电流表的读数为 0.14 A，
14、灯被短路时，电流表的读数应为_A(结果保留两位有效数字)练高考找规律 1(2016课标)某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压表的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻值 99 999.9)，滑动变阻器 R1(最大阻值 50)，滑动变阻器 R2(最大阻值 5 k)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干 实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关 S；调节滑动变阻器，使电压表满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 2.00
15、V，记下电阻箱的阻值 回答下列问题：(1)实验中应选择滑动变阻器_(填“R1”或“R2”)(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线 (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为 630.0，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为_(结果保留到个位)(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为_(填正确答案标号)A100 A B250 A C500 A D1 mA 2(2015课标)电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法)，实验室提供的器材如下：待测电压表(量程 3 V，内阻约为 3 0
16、00)，电阻箱 R0(最大阻值为 99 999.9)，滑动变阻器 R1(最大阻值 100，额定电流 2 A)，电源 E(电动势 6 V，内阻不计)，开关 2 个，导线若干 (1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整(2)根据设计的电路，写出实验步骤：_ _.(3)将这种方法测出的电压表内阻记为 RV，与电压表内阻的真实值 RV 相比，RV_RV(填“”、“”或“0.5 A，故滑动变阻器应选用 D.(3)由第(1)问中所画电路图分析可得：U 灯UIRA，则可根据表中数据求出 U 灯，并画出U 灯I 图线如图乙所示(4)在 U 灯I 图线中找出 2U 灯IR0E
17、的点，则此时灯泡的电压 U 灯0.6 V，电流 I0.3 A所以每个灯泡的实际功率 PU 灯I0.6 V0.3 A0.18 W.答案：(1)如图甲所示(2)D(3)如下表 如图乙所示(4)0.18 I/A 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 U/V 0.08 0.15 0.25 0.40 0.60 U 灯/V 0.03 0.05 0.10 0.20 0.35 I/A 0.30 0.35 0.40 0.45 0.48 U/V 0.90 1.30 1.85 2.50 3.00 U 灯/V 0.60 0.95 1.45 2.05 2.52 6.解题思路：(1)圆柱体的直径为 1.5 m
18、m29.50.01 mm1.795 mm，长度为 42 mm100.05 mm4.250 cm；(2)圆柱体的电阻为 RUI，根据电阻的决定式可知 RLSLD2，联立两式得 UD24LI.答案：(1)1.795 4.250(2)UD24LI 7解题思路：(1)本实验需要用伏安法测量电阻，根据欧姆定律有 RUI，同时要结合电阻定律公式 RLS求解截面积，故要用电压表测量电压，用电流表测量电流，用刻度尺测量长度，用螺旋测微器测量边长当然，要组成电路，还需要电源、开关、导线以及滑动变阻器由于电阻通电电流较大时升温明显，影响电阻率，故要小电流，电流表选择较小量程(2)由于要求尽可能测出多组有关数值，故
19、滑动变阻器要采用分压式接法，金属管线电阻较小，因此电流表采用外接法(3)根据欧姆定律有 RUI，根据电阻定律公式有 RLS，由此解得 SILU.因此要用螺旋测微器测横截面边长 a，用毫米刻度尺测金属管线长度 L，用电压表测金属管线两端电压 U，用电流表测通过金属管线的电流 I，因此金属管线内部空间截面积 S0的表达式为 S0a2ILU.答案：(1)ABCEFHI(2)如图所示 (3)横截面边长 a、管线长度 L、管线两端电压 U、通过管线的电流 I a2ILU 8解题思路：(1)对游标卡尺：主尺刻度为 30 mm，游标尽共 20 个格，分度为 0.05 mm，且游标尺的第 15 个格与主尺刻线
20、对齐，因此它的读数为 30 mm150.05 mm30.75 mm3.075 cm.(2)连线时要让大多数点在一条直线上作出 UI 图象如图甲所示图线的斜率表示导电液柱的电阻，根据图线可得 R4.6104.(3)由 RL/S，S(d/2)2，则 Rd24L 49 m.(4)在本题中，由于待测导电溶液电阻值较大，故应采用电流表的内接法，从表中可看出电表示数从零开始，故应采用滑动变阻器的分压式接法电路图与实物连接图如图乙、丙所示 答案：(1)3.075(2)如图甲所示 4.6104(3)Rd24L 49(4)如图乙、丙所示 9解题思路：(1)因为题中 Z 两端电压要从零开始调节，所以滑动变阻器应该
21、用分压式接法，根据表格中数据可知元件 Z 的阻值较小，为减小误差，应用电流表外接法，电路图应是 A 图(2)从测量得到的数据中可见电流越大，电阻值越小，说明该元件是半导体材料(4)由表格中分别读出 1.25 A、0.80 A 所对应的电压是 1.00 V、0.80 V，利用 EUI(Rr)建立方程，有 E1.00 V1.25 A(2 r)，E0.80 V0.80 A(3.6 r)，解得 E4.0 V，r0.4.答案：(1)A(2)半导体材料(3)1.990(1.9891.991 都算对)(4)4.0 0.4 10解题思路：(1)该同学将灯 L1连接成如题图甲所示的实验电路，由图可知该电路为分压
22、式电路，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最左端，使开始时 LED 灯两端的电压最小各元件检查正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，说明电压表的支路没有问题；而电流表始终无示数，且灯 L1不亮，则只有 LED 灯的支路存在问题，所以一定断路的导线是 6.(2)在题图乙 IU 图象中，各个点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，随电压增大，各点与坐标原点的连线的斜率增大，所以可知灯 L1 的电阻值减小(3)由题图乙可以读出，接灯 L2时电流的读数为 0.16 A，此时的电压为 U20.8 V；接灯 L1时电流表的读数为 0.14 A，此时的电压为 U11.05 V
23、；设电源的电动势为 E，滑动变阻器阻值为 R，由闭合电路欧姆定律得 EU1I1R，EU2I2R，联立解得 E2.8 V，R12.5.所以当灯被短路时，电流表的读数 IER 2.812.5 A0.224 A0.22 A.答案：(1)左 6(2)变小(3)0.22 加餐练 1解题思路：(1)在保证电路安全的前提下，分压式电路中的滑动变阻器应选用总阻值小的(2)见答案图(3)电压表示数为 2.00 V，说明电阻箱分压为 0.5 V，可知 RV4R4630.0 2 520.(4)I 满U满RV 2.5 V2 520 1 mA.答案：(1)R1(2)连线如下图所示(3)2 520(4)D 2解题思路：(
24、1)由于 R1的总阻值远小于测量电路总电阻，故控制电路采用分压式接法，电路图见答案(2)(3)见答案 答案：(1)实验电路图如图所示 (2)移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关 S1、S2，调节 R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开 S2，调节电阻箱 R0使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得的电压表内阻(3)断开 S2，调节电阻箱使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大；此时 R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故 RVRV 3解题思路：(1)首先考虑测量电路：由于小灯泡的规格为“3.8 V,0.3
25、A”，可知电表V2、A2量程太大而不能选用；电表 V1、A1则需要改装才能获得小灯泡完整的伏安特性曲线A1与 R4并联可得量程为 00.4 A 的电流表，V1与 R5串联可得量程为 04 V 的电压表，因小灯泡电阻值较小，测量电路应采用电流表外接的方式再考虑控制电路：首先由调节的方便性可知滑动变阻器应选用 R1，再由“绘制曲线完整”可知测量电压与电流应从零开始变化，故连接方法应选用分压式接法(2)在 IU 图象中，图线上某点与原点连线的斜率表示该状态下电阻的倒数由于小灯泡灯丝的阻值是随温度升高而增大的，故只有 B 正确 答案：(1)如图所示(2)B 4解题思路：(1)待测电阻 R15、RV3
26、k、RA0.1，故 R1属于小电阻，用电流表外接法，因此导线应连接 a，变阻器采用分压接法，因此导线应连接 d.(2)R1的 UI 图线如图所示 其阻值 R1UI2.20.5 4.4 (3)设电阻的厚度为 d，表面为正方形且长度为 l 由电阻定律 RlS 和 Sld 得 Rlld d 故 R2R1，因此连接方式与(1)相同，B 选项正确 答案：(1)a d(2)图见解析 4.44.7(3)B 5解题思路：(1)测量值读数倍率，故测量结果为 10.01 10.0，因 Rx10.0 R1，所以第 2 次实验的最大电流小些，故不是 b，根据 QmCUm，两次测得的 it 曲线与坐标轴所围成的面积相等，故不是 d，所以正确的是 c.答案：(1)100(2)9 4.7103(3)c 两次放电电荷量相等，图线与坐标轴围成的面积相等，另由于 R2R1，开关掷向 2 瞬间放电电流较小
