1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2课时实验:探究导体电阻与其影响因素(包括材料)的关系1.(2017温州十校联合体联考)某同学通过实验测定一个阻值约为5 的电阻Rx的阻值。(1)现有电源(恒定为3 V)、滑动变阻器(010 ,额定电流1 A)、开关和导线若干,以及下列电表:A.电流表(03 A,内阻约0.025 )B.电流表(00.6 A,内阻约0.125 )C.电压表(03 V,内阻约3 k)D.电压表(015 V,内阻约15 k)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用,电压表应选 用(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中 的(填“甲”或“乙”)。(2)图2是测量Rx的实验器材实物图,
2、图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线。(3)接通开关,改变滑动变阻器电阻,某次电表示数如图3所示,对应的电流表示数I=A,电压表示数U=V。可得该电阻的测量值Rx=。解析:(1)电源电压为3 V,待测电阻为5 ,电路中可能的最大电流为I= A=0.6 A,故为减小测量误差,在实验中,电流表应选用B,电压表应选用C;因电压表的内阻远大于待测电阻的阻值,故实验电路应采用图1中的甲。(2)连线如图所示。(3)对应的电流表示数I=0.52 A,电压表示数U=2.60 V。可见该电阻的测量值Rx= =5.0 。答案:(1)BC甲(2)连线见解析(3)0.522
3、.605.02.(2018浙江嘉兴一中期末)某兴趣小组对市场中电线进行调查,(1)如图1所示,采用绕线法测得该电线直径为 mm;(2)取长度为100 m的电线,欲测其电阻:先用多用电表进行粗略测量,将多用电表选择开关置于“10”挡并调零后,两表笔接触待测电阻的两端进行测量,表盘指针如图2所示。为了使测量值更准确,“选择开关”应置于(填“1”“100”或“1 k”)挡,并将两表笔短接,调节图3中(选填“A”或“B”)重新调零后进行测量。再用伏安法测量其电阻,并设计图4电路,则电压表的另一端应 接(填“a”或“b”),测量得电压表示数为4.50 V,而电流表读数如图5所示,则所测的电阻为 。解析:
4、(1)由图可知,10匝线圈的直径的总长度为12.5 mm;则导线的直径为 mm=1.25 mm;(2)欧姆表偏转角度过大,说明待测电阻的阻值较小,应用小倍率挡;换挡后,需要重新进行欧姆调零,方法是将两表笔短接,调节图3中的B旋钮,使指针指到满刻度;因待测电阻的阻值较小,故应采用电流表外接法,故电压表的另一端应接a;电流表量程为3 A,则最小分度为0.1 A,则读数为2.50 A;则电阻R= =1.80 。答案:(1)1.25(2)1Ba1.803.在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,为了探究3根材料未知、横截面积均为S=0.20 mm2的金属丝a,b,c的电阻率,采用如图所示的实验
5、电路.M为金属丝c的左端点,O为金属丝a的右端点,P是金属丝上可移动的接触点.在实验过程中,电流表读数始终为I=1.25 A,电压表读数U随OP间的距离x的变化如下表:x/mm6007008009001 0001 2001 400U/V3.954.505.105.906.506.656.82x/mm1 6001 8002 0002 1002 2002 3002 400U/V6.937.027.157.858.509.059.75(1)绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线;(2)求出金属丝的电阻率,并进行比较。解析:(1)以OP间距离x为横轴,以电压表读数U为纵轴,描点、连线绘出电压表读数U
6、随OP间距离x变化的图线.(2)根据电阻定律R=可得=R=。a= m=1.0210-6 mb= m=1.0410-7 mc= m=1.0410-6 m通过计算可知,金属丝a与c电阻率接近,远大于金属丝b的电阻率.答案:见解析4.国标(GB/T)规定自来水在15 时电阻率应大于13 m。某同学利用图甲电路测量15 自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:电源(电动势约为3 V,内阻可忽略),电压表V1(量程为3 V,内阻很大),电压表V2(量程为3 V,
7、内阻很大),定值电阻R1(阻值4 k),定值电阻R2(阻值2 k),电阻箱R(最大阻值9 999 ),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。实验步骤如下:A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C,D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;F.断开S,整理好器材。(1)游标卡尺测玻璃管内径d,如图乙d=30.00 mm。(2)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为Rx= (用R1,
8、R2,R表示)。(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的R关系图象。自来水的电阻率=m(保留两位有效数字)。(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果 将(填“偏大”“不变”或“偏小”)。解析:(2)把S拨到1位置,记录电压表V1示数,得到通过水柱的电流I1=。由闭合电路欧姆定律,E=U+Rx;把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R,得到该支路的电流I2=。由闭合电路欧姆定律,E=U+R2,联立解得Rx=。(3)由电阻定律Rx=,Rx=联立解得,R=。R-关系图象斜率k=0.4103 m,
9、k=,S=,解得=14 m。(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则通过水柱的电流I1大于测量值,即RxR2,得到Rx,即自来水电阻测量偏大,自来水电阻率测量结果将偏大。答案:(2)(3)14(4)偏大5.在“探究导体电阻与其影响因素的关系”实验中,器材有:A.粗细均匀的金属丝(长度为1.1 m,总电阻约5 )B.直流电源(1.5 V,内阻不计)C.电流表(量程0.6 A,内阻约为1 )D.电流表(量程300 mA,内阻约为2 )E.电压表(1.5 V,内阻约3 k)F.滑动变阻器(10 ,1.0 A)G.定值电阻(5.0 ,1.0 A)H.刻度尺、开关、导线若干为了探究金属丝的电阻与长度的
10、关系,甲、乙两位同学选择以上部分器材设计如图a所示电路。甲同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x,调节滑动变阻器的触头位置,同时保持电压表示数不变,读出对应的电流表示数,通过计算得到金属丝电阻R甲。得到具体数据如表一所示。表一12345金属丝长度/cm20.040.060.080.0100.0金属丝电阻/2.22.63.24.05.0乙同学逐渐减小金属丝接入电路的长度x,调节滑动变阻器的触头位置,同时保持电流表示数不变,读出对应的电压表示数,通过计算得到金属丝电阻R乙。得到具体数据如表二所示,乙同学根据实验数据在坐标纸内画出R-x图线,如图b所示。表二12345金属丝长度/cm20.040.060
11、.080.0100.0金属丝电阻/1.02.13.03.95.0(1)在乙同学所描图线的Rx图中,根据甲同学的实验数据描出R-x 图线。(2)乙同学应选电流表(填器材序号“C”或“D”)。(3)结合R-x图分析甲、乙两位同学的测量方案谁更合理,并简要说明原因。(4)若甲同学在保持电压不变的测量方案下,为了尽量减小温度变化对实验造成的影响,从题中给出的器材中选择所需器材,并设计改进电路。将改进后的电路图画在虚线框中,并在各元件旁标上它的器材序号。解析:(1)将表一中数据在R-x坐标系中描点,并用平滑曲线作出图线。如图甲所示。(2)根据题给电源电动势及其他元件规格,乙同学应选量程300 mA的电流表D.(3)乙同学保持电流不变,由焦耳定律可知,可保持金属丝温度不变,电阻不变,测量方案更合理。若甲同学在保持电压不变的测量方案下,为了尽量减小温度变化对实验造成的影响,可与金属丝串联一定值电阻,减小金属丝中的电流。(4)甲同学方案的改进电路如图乙所示。答案:见解析- 10 - 版权所有高考资源网
