热点30+测量电阻率实验-40热点2019年高考名校物理模拟试题分项解析 7页

1.(9 分) （2019 广东惠州第一次调研）为了测量某种材料制成的电阻丝 Rx 的电阻率，提供的器材有： A．电流表 G，内阻 Rg＝120 Ω，满偏电流 Ig＝6 mA B．电压表 V，量程为 0～6 V，内阻约为 1000Ω C．螺旋测微器，毫米刻度尺 D．电阻箱 R0(0～99．99 Ω) E．滑动变阻器 R(最大阻值为 5 Ω) F．电池组 E(电动势为 6 V，内阻约为 0．05 Ω) G．一个开关 S 和导线若干 (1) 用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用______挡(填“×1”或 “×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示其读数为 Ω； (2) 把电流表 G 与电阻箱并联，改装成量程为 0～0．6 A 的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为 R 0＝ ________Ω (保留 3 位有效数字) ； (3) 改装好的电流表用符号“○A”表示，内阻 RA 已知，用该电流表和所提供的实验器材较准确测量电阻丝 Rx 的阻值，请在图乙中画出实验电路图； (4) 测得电阻丝的长度为 L，电阻丝的直径为 D，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片 到合适位置，读出电压表和电流表的示数，测得金属丝的电阻为 Rx。写出计算电阻率的表达式 ρ＝ ____________ (L、D、Rx 表示) 。 【实验攻略】（1）测量电阻一般采用伏安法，测量电阻率需要应用电阻定律。 （2）电表改装。电流表并联电阻可扩大量程，电流表并联等于内阻 1/n 倍的电阻，可使电流表量程扩大到 原来的 n+1 倍。电流表串联电阻可改装成电压表，电压表串联等于 n 倍内阻的电阻，可使电压表量程扩大 到原来的 n+1 倍。 （2）根据欧姆定律，I=U/R，所以正确的图线是②，由图线求出电阻 Rx=U/I=3/0.4Ω=7.5Ω。 3．（9 分） （2018 高考全国理综 III）一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻 Rx 的阻值，图中 R0 为标准定 值电阻（R0=20.0 Ω）； 可视为理想电压表。S1 为单刀开关，S2 位单刀双掷开关，E 为电源，R 为滑动变 阻器。采用如下步骤完成实验： （1）按照实验原理线路图（a），将图（b）中实物连线； （2）将滑动变阻器滑动端置于适当位置，闭合 S1； （3）将开关 S2 掷于 1 端，改变滑动变阻器动端的位置，记下此时电压表 的示数 U1；然后将 S2 掷于 2 端，记下此时电压表 的示数 U2； （4）待测电阻阻值的表达式 Rx=_____________（用 R0、U1、U2 表示）； （5）重复步骤（3），得到如下数据： 1 2 3 4 5 U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44 U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49 V V V 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 （6）利用上述 5 次测量所得 的平均值，求得 Rx=__________Ω。（保留 1 位小数） 【参考答案】（1）电路如图。（3 分） （4）（ -1）R0 （3 分）（5）48.2 （3 分） 【命题意图】 本题主要考查电阻测量、欧姆定律、电路连接研及其相关的知识点。 5 次测量所得 的平均值, （3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入 R x=（ -1）R 0=（3.41-1） ×20.0Ω=48.2Ω。 4．（2018 高考天津理综）某同学用伏安法测定待测电阻 Rx 的阻值（约为 10 kΩ），除了 Rx，开关 S、导线 外，还有下列器材供选用： A．电压表（量程 0~1 V，内阻约为 10 kΩ） B．电压表（量程 0~10 V，内阻约为 100 kΩ） C．电流表（0~1 mA 内阻约为 30 Ω） D．电流表（0~0.6 A，内阻约为 0.05 Ω） E．电源（电动势 1.5 V，额定电流 0.5 A，内阻不计） F．电源（电动势 12 V，额定电流 2 A，内阻不计） G．滑动变阻器 R0（阻值范围 0~10 Ω，额定电流 2 A） ①为使测量尽量准确，电压表选用_________，电流表选用______________，电源选用______________。 （均填器材的字母代号）； ②画出测量 Rx 阻值的实验电路图。 ③该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会______________其真实 值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是____________________________。 2 1 U U 2 1 U U 2 1 U U 2 1 U U 1 5 2 1 U U 【参考答案】 ① B C F ②测量 Rx 阻值的实验电路图如图。 ③大于 电压表的读数大于待测电阻两端实际电压（其他正确表述也可） ③由于电流表的分压，导致电压测量值偏大，而电流准确，根据 Rx=U/I 可知测量值偏大； 【点睛】 滑动变阻器的分压和限流接法的区别和选用原则： 区别：（1）限流接法线路结构简单，耗能少；（2）分压接法电压调整范围大，可以从 0 到路端电压之间 连续调节； （2）由于滑动变阻器 R 阻值范围只有 0～20Ω，所以实验电路设计成滑动变阻器分压接法。 【方法归纳】测量电阻的原理一般是利用欧姆定律。 6．（2019 金考卷）(9 分)在电子线路制作中常用到覆铜板，覆铜板是将补强材料(加入橡胶中可以显著提高 其力学性能的材料)浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板，它 是做印制电路板的基本材料，常叫基材。小明同学是电子制作爱好者，他想应用所学的物理知识来测量覆 铜板的导电铜膜厚度。于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率 ρ＝1.75×10－8Ω·m，并利用下列器材完成了这 个实验： A.电源 E(电动势为 6 V，内阻不计)； B．取待测长方形覆铜板一块，将两个粗铜条 A、B 平行压置在覆铜板的两端，与覆铜板接触良好，用作电 极，如此就制成了待测电阻 R(阻值约为 2 Ω)； C．滑动变阻器 R1(总阻值约为 10 Ω)； D．定值电阻 R2(电阻值 R2＝6 Ω)； E．毫米刻度尺和游标卡尺； F．电压表 V (量程为 6 V，内阻很大)； G．电流表 A (量程为 0.6 A，内阻约为 5 Ω)； H．开关 K，导线若干。 (1)请在图甲的实物图中完成实物连线，要求实验测量精度高。 (2)小明在接通电路之前，先用游标卡尺测得覆铜板宽度 d 如图乙所示，则游标卡尺的读数为 mm。 (3)小明用毫米刻度尺测两电极 A、B 间的距离 L＝1.001 0 m。 (4)图丙中的 6 个点表示实验中测得的 6 组电流 I、电压 U 的值，请完成作图。若所得图线的斜率用 k 表示， 则导电铜膜的电阻 R＝ (用 k 及题中所给字母表示)，根据实验数据及 I－U 图线求出导电铜膜的电 阻 R＝ Ω(计算结果保留两位有效数字)。 (5)计算导电膜厚度 h 的值为 mm(计算结果保留两位有效数字)。 【参考答案】：(1)如图所示 (2) 8.02 (4)如图所示 1 k －R2 2.3 (5) 9.5×10－4 【命题意图】 本题考查电阻率测量实验，意在考查考生电路设计与连接、图像法处理实验数据能力。 （4）过尽可能多的点连接成直线。由 I= 可知，I—U 图像的斜率 k= ，解得导电铜膜的电阻 R ＝ -R2.。I—U 图像的斜率 k=0.5/4.15，R＝ -R2=8.3Ω-6Ω=2.3Ω。 （5）由电阻定律，R＝ρ ，解得导电膜厚度 h 的值为 9.5×10－4mm． 7（2019 河北衡水）(10 分)用伏安法测定一个待测电阻 Rx 的阻值(阻值约为 200Ω)，实验室提供如下器材： 电源 E：电动势 3V，内阻忽略不计； 电流表 A1：量程 0～15mA，内阻约为 100Ω； 电流表 A2：量程 0～300μA，内阻为 1000Ω； 电压表 V：量程 15V，内阻约 15kΩ； 滑动变阻器 R1：阻值范围 0～20Ω； 定值电阻 R2：阻值为 9000Ω； 开关 S、导线若干。 (1)(2 分)在实验中要求尽可能准确地测量 Rx 的阻值，选择的电表为 (填写器材代号)。 2 U R R+ 2 1 R R+ 1 k 1 k dh L (2)(4 分)在图甲虚线框中画出完整测量 Rx 阻值的电路图，并在图中标明器材代号。 (3)(4 分)调节滑动变阻器 R1，两表的示数如图乙所示，可读出电流表 A1 的示数是 mA，电流表 A2 的 示数是 μA。 【参考答案】 【命题意图】本题考查伏安法测电阻实验、电路设计、电流表读数及其相关知识点。 【解题思路】【解题思路】(1)由于电压表量程 15V，远大于电源电压，不能采用。待测电阻 Rx 的阻值约为 200Ω，电源电压 3V，通过的最大电流大约为 15mA，可以选择量程 0～15mA 电流表 A1 测量电流，选择量 程 0～300μA，内阻为 1000Ω 的电流表 A2 串联阻值为 9000Ω 的定值电阻 R2，作为电压表测量电压；在实验 中要求尽可能准确地测量 Rx 的阻值，选择的电表为 A1 和 A2。（2）为了多测几组数据，设计成滑动变阻器 分压接法。由于电流表 A1 的内阻较大，约为 100Ω，采用电流表外接电路测量。