2024年高考物理實(shí)驗(yàn)決定導(dǎo)線電阻的因素針對(duì)訓(xùn)練含解析

《試驗(yàn)：確定導(dǎo)線電阻的因素》針對(duì)訓(xùn)練1．在“測(cè)定金屬的電阻率”試驗(yàn)中，所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)，待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑，其中某次測(cè)量結(jié)果如圖所示，其讀數(shù)應(yīng)為_(kāi)___mm（該值接近多次測(cè)量的平均值）。（2）用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx，試驗(yàn)所用器材為：電池組（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約為1Ω），電流表（內(nèi)阻約為0.1Ω），電壓表（內(nèi)阻約為3kΩ），滑動(dòng)變阻器R（0～20Ω，額定電流為2A），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干。某同學(xué)利用以上器材正確連接好電路，進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)如下：次數(shù)1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，他測(cè)量Rx是采納圖中甲和乙中的圖________（選填“甲”或“乙”）。（3）如圖是測(cè)量Rx的試驗(yàn)器材實(shí)物圖，圖中已經(jīng)連接好了部分導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端，請(qǐng)依據(jù)圖中所選的電路圖，補(bǔ)充完成實(shí)物圖的連線。（4）這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系，如圖所示，圖中已經(jīng)標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的四個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)點(diǎn)，并描繪出U－I圖線，由圖線得到金屬絲的阻值Rx＝________Ω（保留兩位有效數(shù)字）。（5）依據(jù)以上數(shù)據(jù)可估算出金屬絲的電阻率約為_(kāi)_____（填選項(xiàng)前的序號(hào)）。A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m【答案】（1）0.399mm（2）甲（3）見(jiàn)解析（4）4.4Ω（4.4～4.6均可）（5）1×10－6Ω·m【解析】（1）螺旋測(cè)微器讀數(shù)為0＋39.9×0.01mm＝0.399mm（2）甲（3）如圖所示（4）Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(2.30－0.10,0.520－0.020)Ω＝4.4Ω。（4.4～4.6均可）（5）C由Rx＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RxS,l)，代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×10－6Ω·m。2．某同學(xué)為了測(cè)量電流表A1內(nèi)阻的精確值，供應(yīng)如下器材：電流表A1（量程300mA，內(nèi)阻約為5Ω）；電流表A2（量程600mA，內(nèi)阻約為1Ω）；電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為3kΩ）；滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，額定電流為1A）；滑動(dòng)變阻器R2（0～250Ω，額定電流為0.01A）；電源E（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻較?。?；定值定阻R0（5Ω）；導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干。（1）要求待測(cè)電流表A1的示數(shù)從零起先變更，且多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，盡可能減小誤差。以上給定的器材中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________。請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量用的電路原理圖，并在圖中標(biāo)出所選儀器的代號(hào)。（2）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組來(lái)計(jì)算電流表A1的內(nèi)阻r1，則r1的表達(dá)式為r1＝________。（3）上式中各符號(hào)的物理意義是__________?！敬鸢浮浚?）R1電路原理圖見(jiàn)解析（2）eq\f(I2－I1,I1)R0（3）I2、I1分別為某次試驗(yàn)時(shí)電流表A2、A1的示數(shù)，R0是定值電阻的阻值【解析】（1）要求待測(cè)電流表A1的示數(shù)從零起先變更，且多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成分壓電路，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值為0～10Ω的R1。電路原理圖如圖所示。（2）由I1r1＝（I2－I1）R0可得電流表A1的內(nèi)阻r1的表達(dá)式為r1＝eq\f(I2－I1,I1)R0。（3）r1＝eq\f(I2－I1,I1)R0中I2、I1分別為某次試驗(yàn)時(shí)電流表A2、A1的示數(shù)，R0是定值電阻的阻值。3．為了更精確地測(cè)量某電壓表的內(nèi)阻RV（RV約為3.0×103Ω），該同學(xué)設(shè)計(jì)了圖所示的電路圖，試驗(yàn)步驟如下：A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，按圖連接好電路；B．把滑動(dòng)變阻器R的滑片P滑到b端；C．將電阻箱R0的阻值調(diào)到零；D．閉合開(kāi)關(guān)S；E．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到3V位置；F．保持滑動(dòng)變阻器R的滑片P位置不變，調(diào)整電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5V位置，讀出此時(shí)電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內(nèi)阻RV的測(cè)量值；G．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S。試驗(yàn)中可供選擇的試驗(yàn)器材有：a．待測(cè)電壓表b．滑動(dòng)變阻器：最大阻值2000Ωc．滑動(dòng)變阻器：最大阻值10Ωd．電阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小變更量為0.1Ωe．電阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小變更量為0.1Ωf．電池組：電動(dòng)勢(shì)約6V，內(nèi)阻可忽視g．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干依據(jù)這位同學(xué)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方法，回答下列問(wèn)題：（1）要使測(cè)量更精確，除了選用電池組、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和待測(cè)電壓表外，還應(yīng)從供應(yīng)的滑動(dòng)變阻器中選用________（填“b”或“c”），電阻箱中選用________（填“d”或“e”）。（2）電壓表內(nèi)阻RV的測(cè)量值R測(cè)和真實(shí)值R真相比，R測(cè)________R真（填“＞”或“＜”＝；若RV越大，則eq\f(|R測(cè)－R真|,R真)越________（填“大”或“小”）?！敬鸢浮浚?）d（2）>小【解析】（1）滑動(dòng)變阻器選擇分壓式接法，故選擇阻值較小的，c可用；電壓表半偏時(shí)，所串聯(lián)變阻箱電阻約為3000Ω，故變阻箱選擇d。（2）由閉合電路歐姆定律可知，隨著電阻箱的阻值變大，電源兩端的路端電壓隨之變大，當(dāng)電阻箱調(diào)至使電壓表半偏時(shí)，此時(shí)電壓表與變阻箱兩端的總電壓比變阻箱阻值為0時(shí)要大，故此時(shí)變阻箱的實(shí)際分壓是大于電壓表的，故有R測(cè)>R真，外電阻越大，干路電流越小，當(dāng)外電阻變更時(shí)，路端電壓的變更量越小，故測(cè)量誤差也越小。4．用伏安法測(cè)定電阻約為5Ω的勻稱(chēng)電阻絲的電阻率，電源是兩節(jié)干電池。如圖甲所示，將電阻絲拉直后兩端固定在帶有刻度尺的絕緣底座的接線柱上，底座的中間有一個(gè)可沿電阻絲滑動(dòng)的金屬觸頭P，觸頭上固定了接線柱，按下P時(shí)，觸頭才與電阻絲接觸，觸頭的位置可從刻度尺上讀出。試驗(yàn)采納的電路原理圖如圖乙所示，測(cè)量電阻絲直徑所用螺旋測(cè)微器如圖丙所示。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)________使測(cè)微螺桿F接近被測(cè)電阻絲，再轉(zhuǎn)動(dòng)________夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)______使F固定后讀數(shù)。（填儀器部件的字母符號(hào)）（2）依據(jù)電路原理圖乙，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖丁連接成試驗(yàn)電路。（3）閉合開(kāi)關(guān)后，滑動(dòng)變阻器觸頭調(diào)至一合適位置后不動(dòng)，多次變更P的位置，得到幾組U、I、L的數(shù)據(jù)，用R＝eq\f(U,I)計(jì)算出相應(yīng)的電阻值后作出R－L圖線如圖所示。取圖線上兩個(gè)點(diǎn)間數(shù)據(jù)之差ΔL和ΔR，若電阻絲直徑為d，則電阻率ρ＝________?！敬鸢浮浚?）DHG（2）見(jiàn)解析（3）eq\f(πΔRd2,4ΔL)【解析】（1）在用螺旋測(cè)微器測(cè)電阻絲的直徑時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)旋鈕D，使測(cè)微螺桿F接近被測(cè)電阻絲，再轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)旋鈕H夾住被測(cè)物，直到棘輪發(fā)出聲音為止，撥動(dòng)止動(dòng)旋鈕G使F固定后讀數(shù)。（2）（3）依據(jù)R＝ρeq\f(l,S)，得ΔR＝ρeq\f(ΔL,S)，而S＝eq\f(πd2,4)，代入得ρ＝eq\f(πΔRd2,4ΔL)。5．為測(cè)定一段金屬絲的電阻率ρ，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。ab是一段電阻率較大的粗細(xì)勻稱(chēng)的電阻絲，電路中的愛(ài)護(hù)電阻R0＝4.0Ω，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3.0V，電流表內(nèi)阻忽視不計(jì)，滑片P與電阻絲始終接觸良好。（1）試驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑如圖乙所示，其示數(shù)為d＝________mm。（2）試驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整滑片P的位置，分別測(cè)量出每次試驗(yàn)中aP長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流值I，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：x（m）0.100.200.300.400.500.60I（A）0.490.430.380.330.310.28eq\f(1,I)（A－1）2.042.332.633.033.233.57①將表中數(shù)據(jù)描在eq\f(1,I)－x坐標(biāo)紙中，如圖所示。試作出其關(guān)系圖線，圖象中直線的斜率的表達(dá)式k＝________（用題中字母表示），由圖線求得電阻絲的電阻率ρ為_(kāi)_______Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）。②依據(jù)eq\f(1,I)－x關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義，可求得電源的內(nèi)阻為_(kāi)_______Ω（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）0.400mm（2）①見(jiàn)解析eq\f(4ρ,πEd2)1.1×10－6Ω·m②1.4Ω【解析】（1）由題圖乙所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。（2）①如圖所示。依據(jù)圖象由電阻定律可得R＝ρeq\f(x,S)，由歐姆定律可得：R＝eq\f(E,I)，則圖象斜率k＝eq\f(\f(1,I),x)，S＝eq\f(πd2,4)聯(lián)立解得：k＝eq\f(4ρ,πEd2)＝eq\f(Δ\f(1,I),Δx)代入數(shù)據(jù)得：k＝eq\f(3.6－1.8,0.6)＝3聯(lián)立解得電阻率為：ρ＝eq\f(kπEd2,4)代入數(shù)據(jù)得：ρ≈1.1×10－6Ω·m；②依據(jù)eq\f(1,I)－x關(guān)系圖線縱軸截距為1.8，此時(shí)待測(cè)電阻絲的電阻為0，由閉合電路歐姆定律得：E＝I（r＋R0）即：3＝eq\f(1,1.8)（r＋4.0）得：r＝1.4Ω6．小明對(duì)2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感愛(ài)好，于是用伏安法測(cè)量其電阻值。（1）圖是部分連接好的實(shí)物電路圖，請(qǐng)用電流表外接法完成接線并在圖中畫(huà)出。（2）小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測(cè)量了一段2B鉛筆芯的伏安特性，并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U－I圖上，如圖所示。在圖中，由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用_____（填“○”或“×”）表示的。（3）請(qǐng)你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖上用作圖法作圖，并求出這段鉛筆芯的電阻__Ω。【答案】（1）見(jiàn)解析（2）見(jiàn)解析（3）1.6Ω（1.5～1.7均可）【解析】（1）連線如圖甲所示。 （2）U－I圖象如圖乙所示，U－I圖象的斜率反映了電阻的大小，而用電流表內(nèi)接法時(shí)測(cè)得的電阻偏大，外接法時(shí)測(cè)得的電阻偏小，所以外接法的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“×”表示的。（3）在U－I圖象上，選用外接法所得的“×”連線，則R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝1.2Ω（1.1～1.3均可），選用內(nèi)接法所得的“○”連線，則R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝1.6Ω（1.5～1.7均可）。7．現(xiàn)要測(cè)量電流表G1的內(nèi)阻，給出下列器材：電流表G1，量程5mA，內(nèi)阻r1約為150Ω；電流表G2，量程10mA，內(nèi)阻r2約為100Ω；定值電阻R1＝100Ω定值電阻R2＝10Ω；滑動(dòng)變阻器R3，0～200Ω；干電池E，1.5V，內(nèi)阻未知；單刀單擲開(kāi)關(guān)S導(dǎo)線若干（1）定值電阻選________________；（2）如圖所示，在虛線框中已畫(huà)出部分試驗(yàn)電路設(shè)計(jì)圖，請(qǐng)補(bǔ)充完整，并標(biāo)明所用器材的代號(hào)；（3）若選測(cè)量數(shù)據(jù)中的一組計(jì)算r1，所用的表達(dá)式為r1＝_______，式中各符號(hào)的意義是_____________。【答案】（1）R1（2）見(jiàn)解析（3）eq\f(R1(I2－I1),I1)I1、I2分別表示電流表G1、G2的讀數(shù)，R1表示定值電阻R1的阻值【解析】（1）若選R2，則其阻值太小，電流過(guò)大，而R1與G1內(nèi)阻相當(dāng)，故選R1。（2）電路圖如圖所示。G2的示數(shù)－G1的示數(shù)為通過(guò)R1的電流值。（3）由并聯(lián)電路特點(diǎn)得：I1r1＝R1（I2－I1）r1＝eq\f(R1(I2－I1),I1)I1、I2分別表示電流表G1、G2的讀數(shù)，R1表示定值電阻R1的阻值。8．電學(xué)試驗(yàn)中常常須要測(cè)量電阻的阻值。（1）測(cè)電阻的方法有許多種，現(xiàn)在供應(yīng)一只標(biāo)有“220V40W”的燈泡，它正常工作時(shí)的電阻為_(kāi)_______Ω。若用多用電表歐姆擋來(lái)測(cè)量這只燈泡的電阻，則測(cè)出的電阻值________（填“大于”“等于”或“小于”）燈泡正常工作時(shí)的電阻值。（2）用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，測(cè)量該燈泡正常工作時(shí)的電阻值。A．220V溝通電源B．單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)C．電阻箱一個(gè)，0～999.9Ω，額定電流0.5AD．定值電阻一個(gè)，0.5kΩ，額定電流0.3AE．溝通電流表一個(gè)，0～0.3A請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出電路原理圖。【答案】（1）1210Ω小于（2）見(jiàn)解析【解析】（1）正常工作時(shí)電壓為額定電壓，故有P＝eq\f(U2,R)，所以R＝eq\f(U2,P)＝1210Ω；燈泡在正常工作時(shí)發(fā)熱，燈絲電阻率增大，電阻增大，因而用歐姆擋測(cè)量時(shí)阻值應(yīng)小于正常工作時(shí)的電阻值。（2）應(yīng)用替代法．因電阻箱的最大阻值小于燈泡正常工作的電阻值，故應(yīng)串聯(lián)肯定值電阻，電路原理圖如圖所示。9．電壓表滿偏時(shí)通過(guò)該表的電流是半偏時(shí)通過(guò)該表電流的兩倍．某同學(xué)利用這一事實(shí)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻（半偏法），試驗(yàn)室供應(yīng)的器材如下：待測(cè)電壓表，量程3V，內(nèi)阻約為3000Ω；電阻箱R0，最大阻值為99999.9Ω；滑動(dòng)變阻器R1，最大阻值100Ω，額定電流2A；電源E，電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)；開(kāi)關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）虛線框內(nèi)為該同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量電壓表內(nèi)阻的電路圖的一部分，將電路圖補(bǔ)充完整，如圖。（2）依據(jù)設(shè)計(jì)的電路，寫(xiě)出試驗(yàn)步驟：__________________________。（3）將這種方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻記為RV′，與電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值RV相比，RV′____RV（填“＞”、“＝”或“＜”），主要理由是_________________?！敬鸢浮浚?）見(jiàn)解析（2）見(jiàn)解析（3）＞斷開(kāi)S2，調(diào)整電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大【解析】（1）試驗(yàn)電路圖如圖所示。（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，以保證通電后電壓表所在支路分壓最小；閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)整R1，使電壓表的指針滿偏；保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，斷開(kāi)S2，調(diào)整電阻箱R0，使電壓表的指針半偏，讀取電阻箱的電阻值，此即為測(cè)得的電壓表內(nèi)阻。（3）斷開(kāi)S2，調(diào)整電阻箱R0使電壓表成半偏狀態(tài)，電壓表所在支路總電阻增大，分得的電壓也增大，此時(shí)R0兩端的電壓大于電壓表的半偏電壓，故RV′＞RV。10．有一根瘦長(zhǎng)且勻稱(chēng)的空心金屬管線，長(zhǎng)約30cm，電阻約為5Ω，已知這種金屬的電阻率為ρ，現(xiàn)在要盡可能精確測(cè)定它的內(nèi)徑d。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬管線外徑D時(shí)刻度的位置如圖a所示，從圖中讀出外徑為_(kāi)_______mm，應(yīng)用________（選填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”）測(cè)金屬管線的長(zhǎng)度L；（2）測(cè)量金屬管線的電阻R，為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材：A．電壓表0～3V，內(nèi)阻約10kΩB．電壓表0～15V，內(nèi)阻約50kΩC．電流表0～0.6A，內(nèi)阻約0.05ΩD．電流表0～3A，內(nèi)阻約0.01ΩE．滑動(dòng)變阻器，0～10ΩF．滑動(dòng)變阻器，0～100Ω要求較精確地測(cè)出其阻值，電壓表應(yīng)選______，電流表應(yīng)選_________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)________；（填序號(hào)）（3）試驗(yàn)中他的實(shí)物接線如圖b所示，請(qǐng)指出接線中的兩處明顯錯(cuò)誤。錯(cuò)誤1：___________________________________________________________________錯(cuò)誤2：_________________________________________________________________（4）用已知的物理常數(shù)和應(yīng)干脆測(cè)量的物理量（均用符號(hào)表示），推導(dǎo)出計(jì)算金屬管線內(nèi)徑的表達(dá)式d＝______________；（5）在試驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是________。A．為使電流表讀數(shù)明顯，應(yīng)使電流盡可能大些B．為操作便利，中間過(guò)程可保持開(kāi)關(guān)S始終處于閉合狀態(tài)C．千分尺的精確度是千分之一毫米D．用千分尺測(cè)量直徑時(shí)必需估讀一位【答案】（1）5.200毫米刻度尺（2）ACE（3）錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上；錯(cuò)誤2：采納了電流表內(nèi)接法（4）eq\r(D2－\f(4ρIL,πU))（5）D【解析】（1）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：D＝5mm＋20.0×0.01mm＝5.200mm；測(cè)量30cm金屬管長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)用毫米刻度尺來(lái)測(cè)量。（2）由于兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為3V，所以電壓表應(yīng)選A；由于通過(guò)金屬管的最大電流為Im＝eq\f(U,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，所以電流表應(yīng)選C；為了較精確地測(cè)出其阻值，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E。（3）由于待測(cè)金屬管阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)用外接法，連線圖中的兩處明顯錯(cuò)誤分別是：錯(cuò)誤1：導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上；錯(cuò)誤2：采納了電流表內(nèi)接法。（4）設(shè)金屬管線內(nèi)徑為d，依據(jù)電阻定律應(yīng)有：R＝eq\f(ρL,\f(1,4)πD2－\f(1,4)πd2)，又R＝eq\f(U,I)，聯(lián)立可得：d＝eq\r(D2－\f(4ρIL,πU))（5）由金屬的電阻率隨溫度的上升而增大可知，通過(guò)待測(cè)金屬管線的電流不能太大，所以A錯(cuò)誤；為減小溫度的影響，中間過(guò)程應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，所以B錯(cuò)誤；千分尺的精確度是0.01mm，即應(yīng)精確到eq\f(1,100)毫米，所以C錯(cuò)誤；千分尺讀數(shù)時(shí)必需估讀一位，即估讀到0.001mm，所以D正確。11．如圖是一同學(xué)測(cè)量某導(dǎo)電液體電阻率的實(shí)物連線圖。圖中勻稱(chēng)的長(zhǎng)直玻璃管內(nèi)徑為d，里面充溢待測(cè)導(dǎo)電液體，玻璃管兩端各裝有一電極，電極距離為L(zhǎng)。（1）依據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫(huà)出試驗(yàn)的電路原理圖，其中導(dǎo)電液體用電阻Rx表示．（2）在接通電路前，為保證器材平安滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到最________端（填“左”或“右”）。在電路調(diào)試時(shí)，該同學(xué)發(fā)覺(jué)：閉合開(kāi)關(guān)S1后，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2接到a接點(diǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為4.5V、電流表示數(shù)為180μA；單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2接到b接點(diǎn)時(shí)電壓表示數(shù)為4.6V、電流表示數(shù)為164μA.正式測(cè)量時(shí)，為減小試驗(yàn)誤差，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2應(yīng)接到________點(diǎn)（填“a”或“b”）（3）該同學(xué)正確完成試驗(yàn)，測(cè)得該段液體的電阻R0，則該導(dǎo)電液體的電阻率的表達(dá)式為ρ＝___________（用R0、L、d等表示）。【答案】（1）如圖所示（2）右b（3）eq\f(πR0d2,4L)【解析】（1）電路原理圖如圖所示。（2）接通電路前為保證電路的平安，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，即滑片應(yīng)移到最右端。分別運(yùn)用內(nèi)接法和外接法時(shí)電流表示數(shù)變更大，電壓表示數(shù)變更小，說(shuō)明電流表對(duì)示數(shù)影響較小，即電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻，為減小誤差應(yīng)當(dāng)采納電流表內(nèi)接法，故接b點(diǎn)。（3）依據(jù)歐姆定律R＝eq\f(U,I)、電阻定律ρ＝eq\f(RS,L)及S＝π（eq\f(d,2)）2可得電阻率ρ＝eq\f(πR0d2,4L)。12．某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變外，其電阻率也要發(fā)生變更，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變更的現(xiàn)象稱(chēng)為“壓阻效應(yīng)”。現(xiàn)用如圖的電路探討某長(zhǎng)薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知Rx的阻值變更范圍為幾歐到幾十歐，試驗(yàn)室中有下列器材：A．電源E，3V，內(nèi)阻約為1ΩB．電流表A1，0.6A，內(nèi)阻r1＝5ΩC．電流表A2，6A，內(nèi)阻r2約為1ΩD．開(kāi)關(guān)S，定值電阻R0（1）為了比較精確地測(cè)量電阻Rx的阻值，依據(jù)虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)，甲表選用________（選填“A1”或“A2”），乙表選用________（選填“A1”或“A2”）。（2）在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F（設(shè)豎直向下為正方向），閉合開(kāi)關(guān)S，登記電表讀數(shù)，A1的讀數(shù)為I1，A2的讀數(shù)為I2，得Rx＝________（用字母表示）。（3）變更力的大小，得到不同的Rx值，然后讓力反向從下向上擠壓電阻，并變更力的大小，得到不同的Rx值，最終繪成的圖象如圖所示。當(dāng)F豎直向下（設(shè)豎直向下為正方向）時(shí)，可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx＝_______________。（各物理量單位均為國(guó)際單位）（4）定值電阻R0的阻值應(yīng)當(dāng)選用________________。A．1ΩB．5ΩC．10ΩD．20Ω【答案】（1）A1A2（2）eq\f(I1r1,I2－I1)（3）16－2F（4）B【解析】（1）由于A1內(nèi)阻確定，并且與待測(cè)電阻接近，與待測(cè)電阻并聯(lián)，用來(lái)測(cè)出待測(cè)電阻Rx兩端的電壓，用A2測(cè)得的電流減去A1測(cè)得的電流就是流過(guò)待測(cè)電阻的電流，依據(jù)歐姆定律就可求出待測(cè)電阻的阻值，電路連接如圖所示。（2）待測(cè)電阻兩端的電壓U＝I1r1，流過(guò)待測(cè)電阻的電流I＝I2－I1，因此待測(cè)電阻的阻值為Rx＝eq\f(I1r1,I2－I1).（3）由圖象的對(duì)稱(chēng)性可知，加上相反的壓力時(shí)，電阻值大小相等；圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為16Ω，當(dāng)R＝7Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的力為4.5N，因此函數(shù)表達(dá)式Rx＝16－2F。（4）整個(gè)回路總電流不能大于0.6A，而電動(dòng)勢(shì)為3V，因此總電阻應(yīng)略大于5Ω，而電源內(nèi)阻約為1Ω，因此定值電阻R0的阻值應(yīng)選5Ω，即可保證電流不超過(guò)量程，也保證電流不太小，兩塊電流表讀數(shù)精確。13．某同學(xué)欲測(cè)量一卷粗細(xì)勻稱(chēng)、阻值約為100Ω的金屬漆包線的長(zhǎng)度，備選器材如下：A．量程為5mA、內(nèi)阻r1＝50Ω的電流表A1B．量程為0.6A、內(nèi)阻r2＝0.2Ω的電流表A2C．量程為6V、內(nèi)阻r3約為15kΩ的電壓表VD．最大阻值為15Ω、最大允許電流為2A的滑動(dòng)變阻器E．定值電阻R1＝5ΩF．電動(dòng)勢(shì)E＝6V、內(nèi)阻很小的直流電源G．開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干H．螺旋測(cè)微器（1）已知做成這種漆包線芯的金屬絲的電阻率為ρ，若金屬絲的電阻用R表示，直徑用d表示，則這一卷漆包線的長(zhǎng)度l＝________。（2）該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖甲所示，則螺旋測(cè)微器的示數(shù)d＝______mm。（3）為了盡可能精確地測(cè)量該金屬絲的電阻，電流表應(yīng)選用________（選填“A”或“B”），請(qǐng)?jiān)趫D乙方框中畫(huà)出試驗(yàn)原理電路圖。（4）若該同學(xué)在測(cè)量金屬絲直徑時(shí)沒(méi)有去除漆包線表面的絕緣漆，這會(huì)使試驗(yàn)測(cè)得該漆包線的長(zhǎng)度與真實(shí)值相比________（選填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮浚?）eq\f(πRd2,4ρ)（2）0.600（3）A見(jiàn)解析圖（4）偏大【解析】（1）依據(jù)電阻定律R＝eq\f(ρl,S)，可得漆包線的長(zhǎng)度l＝eq\f(πRd2,4ρ)。（2）螺旋測(cè)微器的示數(shù)為0.600mm；（3）金屬絲中的最大電流I＝eq\f(E,R)＝0.06A，電流表A2的量程0.6A太大，測(cè)量的誤差較大，故應(yīng)選電流表A1，因A1的量程小于0.06A，故電路中應(yīng)對(duì)電流表A1改裝，使其量程變大，試驗(yàn)原理電路圖如圖所示；（4）若該同學(xué)在測(cè)量金屬絲直徑時(shí)沒(méi)有去除漆包線表面的絕緣漆，則測(cè)量的直徑偏大，由l＝eq\f(πRd2,4ρ)知，長(zhǎng)度也偏大。14．要測(cè)量某種合金的電阻率（1）若合金絲長(zhǎng)度為l，直徑為D，阻值為R，則其電阻率ρ＝________。用螺旋測(cè)微器測(cè)合金絲的直徑如圖甲所示，讀數(shù)為_(kāi)_______mm。（2）圖乙是測(cè)量合金絲阻值的原理圖，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)．依據(jù)原理圖在圖丙中將實(shí)物連線補(bǔ)充完整．（3）閉合S1，當(dāng)S2處于位置a時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U1＝1.35V，I1＝0.30A；當(dāng)S2處于位置b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為U2＝0.92V，I2＝0.32A．依據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)推斷，當(dāng)S2處于位置________（選填“a”或“b”）時(shí)，測(cè)量相對(duì)精確，測(cè)量值Rx＝_______Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）eq\f(πRD2,4l)0.650（2）見(jiàn)解析圖（3）b2.9【解析】（1）合金絲電阻：R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(l,π\(zhòng)f(D,2)2)，則電阻率：ρ＝eq\f(πRD2,4l)；圖示螺旋測(cè)微器讀數(shù)為：0.5mm＋15.0×0.01mm＝0.650mm；（2）實(shí)物連線如圖所示：（3）依據(jù)eq\f(ΔU,U1)＝eq\f(1.35－0.92,1.35)≈0.32，而eq\f(ΔI,I1)＝eq\f(0.32－0.30,0.30)≈0.07，可知，運(yùn)用電流表外接法測(cè)量相對(duì)精確，即S2處于位置b，依據(jù)歐姆定律，則有：Rx＝eq\f(0.92,0.32)Ω≈2.9Ω。15．為了測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值（約為30Ω），有以下一些器材可供選擇。電流表A1（量程0～50mA，內(nèi)阻約10Ω）；電流表A2（量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω）；電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻很大）；電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻很大）；電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω）；定值電阻R（20Ω，允許最大電流1.0A）；滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，允許最大電流2.0A）；滑動(dòng)變阻器R2（0～1kΩ，允許最大電流0.5A）；單刀單擲開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。（1）電流表應(yīng)選________，電壓表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________。（填字母代號(hào)）（2）請(qǐng)?jiān)谙旅娴奶摼€框內(nèi)畫(huà)出測(cè)量電阻Rx的試驗(yàn)電路圖。（要求所測(cè)量范圍盡可能大）（3）某次測(cè)量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式為Rx＝________?！敬鸢浮浚?）A1V1R1（2）見(jiàn)解析圖（3）eq\f(U,I)－R【解析】（1）首先選取唯一性器材：電源E（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為0.2Ω），定值電阻R（20Ω允許最大電流1.0A），單刀單擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線。電源電動(dòng)勢(shì)約為3V，所以電壓表選擇V1（量程0～3V，內(nèi)阻很大）；待測(cè)電阻Rx的阻值約為30Ω，流過(guò)Rx的最大電流為eq\f(3V,30Ω)＝0.1A＝100mA，假如電流表選擇A2（量程0～3A，內(nèi)阻約0.12Ω），指針偏轉(zhuǎn)很小，測(cè)量不精確，所以只能選擇A1（量程0～50mA，內(nèi)阻約10Ω）；滑動(dòng)變阻器R2的全值電阻太大，操作不便，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1（0～10Ω，允許最大電流2.0A）。（2）因?yàn)樵囼?yàn)要求所測(cè)量范圍盡可能大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采納分壓接法；因?yàn)榇郎y(cè)電阻Rx的阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，所以電流表采納外接法；為了使流過(guò)電流表的電流不超過(guò)其最大量程，即50mA，應(yīng)給待測(cè)電阻串聯(lián)一個(gè)定值電阻R，起愛(ài)護(hù)作用．試驗(yàn)原理圖如圖所示。（3）依據(jù)歐姆定律可得Rx＝eq\f(U,I)－R。16．某同學(xué)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊圖1所示的部件________（選填“A”、“B”、“C”或“D”）。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為_(kāi)_______mm。（2）圖2所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程中，發(fā)覺(jué)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變更。由此可以推斷：電路中________（選填圖中表示接線柱的數(shù)字）之間出現(xiàn)了________（選填“短路”或“斷路”）。（3）在電路故障被解除后，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更精確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換試驗(yàn)器材的條件下，對(duì)試驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)？請(qǐng)寫(xiě)出兩條建議?！敬鸢浮浚?）B0.410（2）7、9斷路（3）電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。（或測(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值）【解析】（1）讀數(shù)前應(yīng)先旋緊B防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．螺旋測(cè)微器讀數(shù)＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。（2）7、9之間發(fā)生斷路，則內(nèi)阻較大的電壓表和內(nèi)阻較小的電流表一起串聯(lián)于電路中，此時(shí)變更阻值較小的滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)，對(duì)電壓表和電流表的示數(shù)影響很小，符合題述現(xiàn)象，同時(shí)滿意兩表讀數(shù)。（3）因?yàn)镽x＝58.7Ω>eq\r(RV·RA)＝30Ω，所以應(yīng)選用電流表內(nèi)接法。為了減小偶然誤差可測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算電阻的平均值?；驕y(cè)量多組電流和電壓值，用圖象法求電阻值。17．某試驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬電阻率”的試驗(yàn)過(guò)程中：（1）小組同學(xué)正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖甲、乙、丙所示，則它們的讀數(shù)值依次是________mm、________A、________V.（2）已知試驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0～10Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約幾十千歐，電源為干電池組（不宜在長(zhǎng)時(shí)間、大功率狀況下運(yùn)用），電動(dòng)勢(shì)E＝4.5V，內(nèi)阻較小。則A、B兩電路圖中，________（選填字母代號(hào)）電路為本次試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)采納的較好電路，但用此電路測(cè)量的金屬絲電阻仍舊會(huì)比真實(shí)值偏________（選填“大”或“小”）。（3）若已知試驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的精確值RA＝2.0Ω，那么能精確測(cè)量出金屬絲電阻Rx的電路應(yīng)是A、B兩電路圖中的________（選填字母代號(hào)）電路．運(yùn)用該電路試驗(yàn)時(shí)，電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，則金屬絲電阻Rx＝________（用題中字母代號(hào)表示）?！敬鸢浮浚?）0.9970.442.27（2）A?。?）Beq\f(U,I)－RA【解析】（1）螺旋測(cè)微器固定部分讀數(shù)為0.5mm，可動(dòng)部分可估讀為49.7×0.01mm＝0.497mm，故讀數(shù)為：0.5mm＋0.497mm＝0.997mm；電流表量程為0.6A，則最小分度為0.02A，讀數(shù)為0.44A；電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，需估讀一位，故讀數(shù)為：2.27V。（2）因電源不能在大功率下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用，則本試驗(yàn)應(yīng)采納限流接法；同時(shí)電壓表內(nèi)阻較大，由以上讀數(shù)可知，金屬絲電阻的內(nèi)阻約為5Ω，故采納電流表外接法誤差較小，故選A電路；在試驗(yàn)中電壓表示數(shù)精確，但電流表測(cè)量的是干路電流，故電流表示數(shù)偏大，則由歐姆定律得出的結(jié)果偏小，故用此電路測(cè)量的金屬絲電阻會(huì)比真實(shí)值偏小。（3）因已知電流表內(nèi)阻的精確值，則可以利用電流表內(nèi)接法精確求出金屬絲電阻，故應(yīng)選B電路；金屬絲電阻及電流表總電阻：R＝eq\f(U,I)，則金屬絲電阻Rx＝R－RA＝eq\f(U,I)－RA。電流表內(nèi)阻忽視不計(jì)，滑片P與電阻絲始終接觸良好。（1）試驗(yàn)中用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑如圖所示，其示數(shù)為d＝________mm。（2）試驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)整滑片P的位置，分別測(cè)量出每次試驗(yàn)中aP長(zhǎng)度x及對(duì)應(yīng)的電流值I，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：x（m）0.100.200.300.400.500.60I（A）0.490.430.380.330.310.28eq\f(1,I)（A－1）2.042.332.633.033.233.57①將表中數(shù)據(jù)描在eq\f(1,I)－x坐標(biāo)紙中，如圖所示。請(qǐng)作出其關(guān)系圖線，圖線斜率的表達(dá)式k＝______（用題中字母表示），由圖線求得電阻絲的電阻率ρ＝_____Ω·m（保留兩位有效數(shù)字）。②依據(jù)圖中eq\f(1,I)－x關(guān)系圖線縱軸截距的物理意義，可求得電源的內(nèi)阻為r＝________Ω（保留兩位有效數(shù)字）。【答案】（1）0.400（2）①見(jiàn)解析圖eq\f(4ρ,πEd2)1.1×10－6②1.3【解析】（1）由題圖所示螺旋測(cè)微器可知，其示數(shù)為0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。（2）①eq\f(1,I)－x圖線如圖所示，由閉合電路歐姆定律有，I＝eq\f(E,R0＋R＋r)，那么eq\f(1,I)＝eq\f(r＋R0,E)＋eq\f(R,E)，由電阻定律可知：R＝ρeq\f(x,S)＝ρeq\f(x,π\(zhòng)f(d,2)2)＝ρeq\f(4x,πd2)，則eq\f(1,I)＝eq\f(r＋R0,E)＋eq\f(4ρ,πd2E)x，則eq\f(1,I)－x圖象的斜率：k＝eq\f(4ρ,πd2E)，由圖示圖象可知：k＝eq\f(Δ\f(1,I),Δx)≈3，電阻率ρ＝eq\f(kEπd2,4)，代入數(shù)據(jù)得：ρ≈1.1×10－6Ω·m。②由eq\f(1,I)－x關(guān)系圖線知縱