2024年4月7日发(作者:乙勇捷)
高考物理电学实验测电阻率专项练习
题型一:伏安法测电阻
题型二:等效法测电阻
题型三:半偏法测电阻
题型四:单电表法测电阻
题型五:电桥法测电阻
题型六:电表内阻测量
题型七:综合练习
一、伏安法测电阻
1、在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R
x
约为200 Ω,电压表
表
的内阻约为2 kΩ,电流
的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式R
x
U
=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的
I
电阻值分别记为R
x1
和R
x2
,则________(选填“R
x1
”或“R
x2
”)更接近待测电阻的真实值,且测
量值R
x1
________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R
x2
________(选填“大于”“等于”
或“小于”)真实值。
(a) (b)
[答案] R
x1
大于 小于
R
x
R
V
[解析] 根据串、并联电路的特点解题。根据题意知>,电压表的分流作用较显著,故
R
A
R
x
R
x1
更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是R
x
与R
A
串联的电阻阻值,故R
x1
>R
x
真
;图(b)
的测量值是R
x
与R
V
并联的电阻阻值,故R
x2
x 真 。 2、在“测定金属的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量 准确,提供以下器材供选择: A.电池组(3 V,内阻1 Ω) B.电流表(0~3 A,内阻0.012 5 Ω) C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125 Ω) D.电压表(0~3 V,内阻4 kΩ) E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ) F.滑动变阻器(0~20 Ω,允许最大电流1 A) G.滑动变阻器(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A) H.开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用________________(选填仪器前的字母代号). (2)测电阻时,电流表、电压表、待测金属丝电阻R x 在组成测量电路时,应采用电流表 ________(选填“外”或“内”)接法,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏__________(选填 “大”或“小”). (3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示,则读数为________mm. (4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的 表达式ρ=________. 解析:(1)电池组电压是3 V,流过金属丝的最大电流I m = E =0.5 A,故电流表选C, r+R x 电压表选D;滑动变阻器选最大阻值小的,便于调节,故选F;另外要选导线、开关. R x R V (2)因为=40,=800,故电流表选择外接法,外接法测量值偏小. R A R x (3)根据螺旋测微器的读数规则知,读数是0.5 mm+40.0×0.01 mm=0.900 mm. L4L πRd 2 (4)由于R=ρ=ρ 2 ,解得ρ=. S πd 4L πRd 2 答案:(1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900 (4) 4L 3、在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的 长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为 ____________mm(该值接近多次测量的平均值). (2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为:电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、 电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、 开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 次数 U/V I/A 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.160 4 1.00 0.220 5 1.50 0.340 6 1.70 0.460 7 2.30 0.520 由以上实验数据可知,他们测量R x 是采用图中的____________图(选填“甲”或“乙”). (3)如图丙所示是测量R x 的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑 片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合 开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏. (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图丁所示,图中已标出了与测量数 据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由 图线得到金属丝的阻值R x =____________Ω(保留2位有效数字). (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为____________(填选项前的符号). A.1×10 2 Ω·m B.1×10 3 Ω·m C.1×10 6 Ω·m - -- D.1×10 8 Ω·m - (6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中 正确的选项是__________(有多个正确选项). A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差 D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案:(1)0.397(0.395~0.399均正确) (2)甲 (3)如图(a)所示 (4)如图(b)所示 4.4(4.3~4.7) (5)C (6)CD 解析:(1)螺旋测微器的读数原则为固定刻度+可动刻度×分度值=0+39.7×0.01 mm=0.397 mm. (2)由记录数据知,若采用乙图限流电路,则当U=0.10 V,I=0.020 A时,滑动变阻器 须串入的电阻约为145 Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω,所以实验中滑动变阻器R应 采用分压式连接,故他们采用甲图电路. (3)实物连接图见答案,连线时要注意: ①电压表的正、负接线柱不要接反; ②滑动变阻器中滑片P的位置应使最初R x 两端电压为零. (4)U-I图线见答案.求出图线斜率即R x 的阻值. LS - (5)R=ρ,则ρ=·R=R≈1.0×10 6 Ω·m. SLL (6)系统误差是实验原理、实验方法不完善、测量工具不精密等因素造成的误差.偶然 误差是人为、环境等偶然因素造成的误差.故读数引起的误差属偶然误差,而电表的内阻引 起的误差是系统误差,A、B错误;把电表内阻计算在内,完善了实验方案,可消除这一因 素引起的系统误差,C正确;用多次测量求平均值的方法,可减小偶然误差,D正确. 4、(2018·河南郑州模拟)在“测定金属丝的电阻率”实验中,所用的测量仪器均已校准,待测 金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图1所示,其 读数为 mm。 d π 2 2 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx的阻值(约为15 Ω),实验室提供了如下器材: A.电池组E(电动势为3 V,内阻约为1 Ω) B.电流表A 1 (量程为0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω) C.电流表A 2 (量程为0~3 A,内阻为0.02 Ω) D.电压表V 1 (量程为0~3 V,内阻约为5 kΩ) E.电压表V 2 (量程为0~15 V,内阻为15 kΩ) F.电阻箱R(阻值范围为0~99.99 Ω,额定电流为1 A) G.开关S,导线若干 为使测量尽可能准确,电流表应选用 ,电压表应选用 ;(填器材前的字母标号) 应采用图2给出的 电路进行测量。 (3)根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U,在坐标纸上作 −
2024年4月7日发(作者:乙勇捷)
高考物理电学实验测电阻率专项练习
题型一:伏安法测电阻
题型二:等效法测电阻
题型三:半偏法测电阻
题型四:单电表法测电阻
题型五:电桥法测电阻
题型六:电表内阻测量
题型七:综合练习
一、伏安法测电阻
1、在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R
x
约为200 Ω,电压表
表
的内阻约为2 kΩ,电流
的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式R
x
U
=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的
I
电阻值分别记为R
x1
和R
x2
,则________(选填“R
x1
”或“R
x2
”)更接近待测电阻的真实值,且测
量值R
x1
________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R
x2
________(选填“大于”“等于”
或“小于”)真实值。
(a) (b)
[答案] R
x1
大于 小于
R
x
R
V
[解析] 根据串、并联电路的特点解题。根据题意知>,电压表的分流作用较显著,故
R
A
R
x
R
x1
更接近待测电阻的真实值。图(a)的测量值是R
x
与R
A
串联的电阻阻值,故R
x1
>R
x
真
;图(b)
的测量值是R
x
与R
V
并联的电阻阻值,故R
x2
x 真 。 2、在“测定金属的电阻率”的实验中,若待测金属丝的电阻约为5 Ω,要求测量结果尽量 准确,提供以下器材供选择: A.电池组(3 V,内阻1 Ω) B.电流表(0~3 A,内阻0.012 5 Ω) C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125 Ω) D.电压表(0~3 V,内阻4 kΩ) E.电压表(0~15 V,内阻15 kΩ) F.滑动变阻器(0~20 Ω,允许最大电流1 A) G.滑动变阻器(0~2 000 Ω,允许最大电流0.3 A) H.开关、导线若干 (1)实验时应从上述器材中选用________________(选填仪器前的字母代号). (2)测电阻时,电流表、电压表、待测金属丝电阻R x 在组成测量电路时,应采用电流表 ________(选填“外”或“内”)接法,待测金属丝电阻的测量值比真实值偏__________(选填 “大”或“小”). (3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示,则读数为________mm. (4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的 表达式ρ=________. 解析:(1)电池组电压是3 V,流过金属丝的最大电流I m = E =0.5 A,故电流表选C, r+R x 电压表选D;滑动变阻器选最大阻值小的,便于调节,故选F;另外要选导线、开关. R x R V (2)因为=40,=800,故电流表选择外接法,外接法测量值偏小. R A R x (3)根据螺旋测微器的读数规则知,读数是0.5 mm+40.0×0.01 mm=0.900 mm. L4L πRd 2 (4)由于R=ρ=ρ 2 ,解得ρ=. S πd 4L πRd 2 答案:(1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900 (4) 4L 3、在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的 长度约为50 cm. (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数应为 ____________mm(该值接近多次测量的平均值). (2)用伏安法测金属丝的电阻R x .实验所用器材为:电池组(电动势3 V,内阻约1 Ω)、 电流表(内阻约0.1 Ω)、电压表(内阻约3 kΩ)、滑动变阻器R(0~20 Ω,额定电流2 A)、 开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下: 次数 U/V I/A 1 0.10 0.020 2 0.30 0.060 3 0.70 0.160 4 1.00 0.220 5 1.50 0.340 6 1.70 0.460 7 2.30 0.520 由以上实验数据可知,他们测量R x 是采用图中的____________图(选填“甲”或“乙”). (3)如图丙所示是测量R x 的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑 片P置于变阻器的一端.请根据(2)所选的电路图,补充完成图中实物间的连线,并使闭合 开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏. (4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图丁所示,图中已标出了与测量数 据对应的4个坐标点.请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线.由 图线得到金属丝的阻值R x =____________Ω(保留2位有效数字). (5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为____________(填选项前的符号). A.1×10 2 Ω·m B.1×10 3 Ω·m C.1×10 6 Ω·m - -- D.1×10 8 Ω·m - (6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中 正确的选项是__________(有多个正确选项). A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差 D.用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差 答案:(1)0.397(0.395~0.399均正确) (2)甲 (3)如图(a)所示 (4)如图(b)所示 4.4(4.3~4.7) (5)C (6)CD 解析:(1)螺旋测微器的读数原则为固定刻度+可动刻度×分度值=0+39.7×0.01 mm=0.397 mm. (2)由记录数据知,若采用乙图限流电路,则当U=0.10 V,I=0.020 A时,滑动变阻器 须串入的电阻约为145 Ω,大于滑动变阻器的最大阻值20 Ω,所以实验中滑动变阻器R应 采用分压式连接,故他们采用甲图电路. (3)实物连接图见答案,连线时要注意: ①电压表的正、负接线柱不要接反; ②滑动变阻器中滑片P的位置应使最初R x 两端电压为零. (4)U-I图线见答案.求出图线斜率即R x 的阻值. LS - (5)R=ρ,则ρ=·R=R≈1.0×10 6 Ω·m. SLL (6)系统误差是实验原理、实验方法不完善、测量工具不精密等因素造成的误差.偶然 误差是人为、环境等偶然因素造成的误差.故读数引起的误差属偶然误差,而电表的内阻引 起的误差是系统误差,A、B错误;把电表内阻计算在内,完善了实验方案,可消除这一因 素引起的系统误差,C正确;用多次测量求平均值的方法,可减小偶然误差,D正确. 4、(2018·河南郑州模拟)在“测定金属丝的电阻率”实验中,所用的测量仪器均已校准,待测 金属丝接入电路部分的长度约为50 cm。 (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图1所示,其 读数为 mm。 d π 2 2 (2)用伏安法测金属丝的电阻Rx的阻值(约为15 Ω),实验室提供了如下器材: A.电池组E(电动势为3 V,内阻约为1 Ω) B.电流表A 1 (量程为0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω) C.电流表A 2 (量程为0~3 A,内阻为0.02 Ω) D.电压表V 1 (量程为0~3 V,内阻约为5 kΩ) E.电压表V 2 (量程为0~15 V,内阻为15 kΩ) F.电阻箱R(阻值范围为0~99.99 Ω,额定电流为1 A) G.开关S,导线若干 为使测量尽可能准确,电流表应选用 ,电压表应选用 ;(填器材前的字母标号) 应采用图2给出的 电路进行测量。 (3)根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U,在坐标纸上作 −