2018届高考物理第一轮总复习全程训练课练24实验　测定金属电阻率　描绘小灯泡的伏安特性曲线 24页

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0～3 A(内阻0.1 Ω以下)‎ C．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)‎ D．直流电压表0～15 V(内阻约为15 kΩ)‎ E．滑动变阻器“10 Ω　2 A”‎ F．滑动变阻器“1 kΩ　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I－U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 ‎2.00‎ ‎0.31‎ ‎7‎ ‎2.40‎ ‎0.44‎ ‎　　　‎ ‎(5)为了求元件Q在I－U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由R＝求得．乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由R＝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 ‎(1)当U＝1.40 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 kΩ)；‎ 电流表(量程0.6 A，内阻约为0.2 Ω)；‎ 滑动变阻器(0～5 Ω，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U－I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 Ω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(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；‎ 电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；‎ 电压表(量程为0～3 V，内阻约3 kΩ)；‎ 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 Ω， 额定电流1 A)‎ B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，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 Ω的定值电阻R串联，接在电动势为1.5 V、内阻为1 Ω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0～0.6 A，内阻为1 Ω)‎ C．电压表V(量程为0～3 V，内阻未知)‎ D．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流为1 A)‎ E．滑动变阻器(0～5 Ω，额定电流为0.5 A)‎ F．电源(E＝3 V，内阻不计)‎ G．定值电阻R0(阻值为6 Ω)‎ 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，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，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ρ＝________.‎ ‎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1～2 N，长约为30 cm，电阻约为10 Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0.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(0～600 mA,1.0 Ω)‎ D．电流表(0～3 A,0.1 Ω)‎ E．电压表(0～3 V,6 kΩ)‎ F．滑动变阻器(0～20 Ω，0.5 A)‎ G．滑动变阻器(0～10 kΩ，2 A)‎ H．蓄电池(6 V,0.05 Ω)‎ 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L＝0.700 m，其间充满待测的导电溶液．用如下器材进行测量：‎ 电压表V(量程15 V，内阻约30 kΩ)‎ 电流表G(量程300 μA，内阻约50 Ω)‎ 滑动变阻器(最大阻值10 Ω，额定电流1 A)‎ 电池组(电动势E＝12 V，内阻r＝6 Ω)‎ 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/μA ‎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U－I图象，根据图象求出电阻R＝________Ω(保留两位有效数字)；‎ ‎(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ＝________(用R、d、L表示)，测量值为________Ω·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 ‎0.80‎ ‎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R1＝2 Ω时，电流表的读数为1.25 A；当电阻R的阻值为R2＝3.6 Ω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________Ω.(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I—U图像如图乙中的图线①，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I—U图像如图乙中的图线②.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，灯被短路时，电流表的读数应为________A(结果保留两位有效数字)．‎ ‎　 　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．(2016·课标Ⅱ)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 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干．‎ 实验步骤如下：‎ ‎①按电路原理图(a)连接线路；‎ ‎②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；‎ ‎③调节滑动变阻器，使电压表满偏；‎ ‎④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 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④中记录的电阻箱阻值为630.0‎ ‎ Ω，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__________ Ω(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)．‎ A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA ‎2．(2015·课标Ⅱ)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3 000 Ω)，电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω，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R′V，与电压表内阻的真实值RV相比，R′V________RV(填“>”、“＝”或“<”)，主要理由是________________________．‎ ‎3．(2016·天津理综)某同学想要描绘标有“3.8 V,0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同学选用的器材除开关、导线外，还有：‎ 电压表V1(量程0～3 V，内阻等于3 kΩ)‎ 电压表V2(量程0～15 V，内阻等于15 kΩ)‎ 电流表A1(量程0～200 mA，内阻等于10 Ω)‎ 电流表A2(量程0～3 A，内阻等于0.1 Ω)‎ 滑动变阻器R1(0～10 Ω，额定电流2 A)‎ 滑动变阻器R2(0～1 kΩ，额定电流0.5 A)‎ 定值电阻R3(阻值等于1 Ω)‎ 定值电阻R4(阻值等于10 Ω)‎ 定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)‎ 电源E(E＝6 V，内阻不计)‎ ‎(1)请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．‎ ‎(2)该同学描绘出的I－U图象应是下图中的__________．‎ ‎4．(2016·浙江理综)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的部分连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5 Ω.‎ ‎(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接__________(填“a”或“b”)、导线②连接__________(填c或d)．‎ ‎(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R1的阻值为__________ Ω.‎ U/V ‎0.40‎ ‎0.80‎ ‎1.20‎ ‎1.60‎ ‎2.00‎ ‎2.40‎ I/A ‎0.09‎ ‎0.19‎ ‎0.27‎ ‎0.35‎ ‎0.44‎ ‎0.53‎ ‎(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的，若测R2的阻值，则最优的连线应选__________(填选项)．‎ A．①连接a，②连接c B．①连接a，②连接d C．①连接b，②连接c D．①连接b，②连接d ‎5．(2015·广东理综)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等．‎ ‎(1)使用多用电表粗测元件X的电阻．选择“×1”欧姆挡测量，示数如图1(a)所示，读数为________Ω.据此应选择图1中的________(填“(b)”或“(c)”)电路进行实验．‎ ‎(2)连接所选电路，闭合S；滑动变阻器的滑片P从左向右滑动，电流表的示数逐渐________(填“增大”或“减小”)；依次记录电流及相应的电压；将元件X换成元件Y，重复实验．‎ ‎(3)图2(a)是根据实验数据作出的U－I图线，由图可判断元件________(填“X”或“Y”)是非线性元件．‎ ‎(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R＝21 Ω的定值电阻，测量待测电池的电动势E和内阻r，电路如图(b)所示．闭合S1和S2，电压表读数为3.00 V；断开S2，读数为1.00 V．利用图2(a)可算得E＝________V，r＝________Ω(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)．‎ ‎6．(2017·湖北黄冈模拟)小明在实验室中发现一个外观上像电阻的未知元件D，设计了如图甲所示电路进行实验探究，请按要求回答问题：‎ ‎(1)小明按图甲连接好电路，闭合开关S，将滑动变阻器滑片缓慢地从a端移到b端，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，若D为电阻元件，则该过程中它的电阻值的变化情况可能是(　　)‎ A．阻值一直为0‎ B．阻值先不变，后阶段变小 C．阻值恒定且远大于R2‎ D．阻值先不变，后阶段变大 ‎(2)根据元件D铭牌上的部分信息，小明从网络获知该元件为稳压二极管，它有正负极之分，在电路中当D的正极接高电势时，其i－u线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其i－u线如图乙中OAB所示，其中AB段为D的稳压工作区，由此可判断图甲中D的黑色端是它的________极(填“正”或“负”)．‎ ‎(3)小明接着设计了用多用电表欧姆挡按图丙对该元件进行探究，图丙中虚线框部分是其内部等效电路，已知电源电动势E＝9 V，电表满偏电流Ig＝3 mA.实验时小明先进行欧姆调零，则调零后多用电表内部总电阻为________Ω；调零后按图丙连接元件D进行测量，若D恰好处于稳压工作区，则此时测得元件D的阻值应为________Ω.‎ ‎7．(2017·河南八市质检)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 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．‎ ‎(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R0＝________Ω.(结果保留三位有效数字)‎ ‎(3)为了用改装好的电流表测量电阻丝Rx的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整．‎ ‎(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，电压表V的示数为U，电流表G的示数为I.请用已知量和测量量的字母符号，写出计算电阻率的表达式ρ＝________.‎ ‎8.‎ 二极管具有单向导电性，其正向电阻很小，反向电阻很大，现有一个二极管其正极记为A、负极记为B.为了验证二极管电阻特性，某同学做了有关二极管正、反向电阻的实验，操作过程如下：‎ ‎(1)先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为10 Ω，反向电阻约为50 kΩ，则在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接________(填“A”或“B”)．‎ ‎(2)该同学设计了如图所示的电路，用伏安法进一步测量该二极管正、反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40 kΩ，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间．该多用电表的直流电流挡有三个量程，量程和对应的内阻分别为：①50 μA，内阻约为100 Ω；②50 mA，内阻约为50 Ω；③250 mA，内阻约为10 Ω.则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱________(填“3”或“4”)相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用________(填“①”、“②”或“③”)，单刀双掷开关S2应拨向接点________(填“5”或“6”)．‎ ‎9．(2017·南京、盐城二模)一只小灯泡，额定功率为0.75 W，额定电压值已模糊不清．A 小组的同学想测定其额定电压值，于是先用多用电表测出该灯泡的电阻约为3 Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U＝＝1.5 V．B小组同学认为A小组测量方法有误，他们利用下面可供选择的器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压，并根据测量数据来绘制灯泡的U－I图线，进而找到灯泡的额定电压．‎ A．电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ)‎ B．电流表A1(量程1 500 mA，内阻约0.02 Ω)‎ C．电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 Ω)‎ D．滑动变阻器R1(0～10 Ω)‎ E．滑动变阻器R2(0～100 Ω)‎ F．电源E(电动势4.0 V，内阻不计)‎ G．开关S和导线若干 H．待测灯泡L(额定功率0.75 W，额定电压未知)‎ ‎(1)在实验过程中，B小组的同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加，在下面图甲所给的虚线框中画出实验的电路原理图．上述器材中，电流表选________(填“A1”或“A2”)；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．‎ ‎(2)当电压达到1.23 V时，发现灯泡亮度很暗，当达到2.70 V时，灯泡功率已超过额定功率，便立即断开开关，并将所测数据记录在下面表格中.‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ U/V ‎0.20‎ ‎0.60‎ ‎1.00‎ ‎1.40‎ ‎1.80‎ ‎2.20‎ ‎2.70‎ I/mA ‎80‎ ‎155‎ ‎195‎ ‎227‎ ‎255‎ ‎279‎ ‎310‎ 请你根据表中实验数据在图乙中作出灯泡的U－I图线．‎ ‎(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为________ V；显然这一结果大于1.5 V，究其原因是______________________________________．‎ ‎10．用下列器材测量电容器的电容：‎ 一块多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器(额定电压16 V)，定值电阻R1.(阻值未知)，定值电阻R2＝150 Ω，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S，导线若干．‎ 实验过程如下：‎ 实验次数 实验步骤 第1次 ‎①用多用电表的“×10”挡测量电阻R1，指针偏转如图甲所示．‎ ‎②将电阻R1等器材按照图乙正确连接电路，将开关S与1端连接，电源向电容器充电．‎ ‎③将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i－t曲线如图丙中的实线a所示．‎ 第2次 ‎④用电阻R2替换R1，重复上述实验步骤②③，测得电流随时间变化的i－t曲线如图丁中的某条虚线所示.‎ 说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同．‎ 请完成下列问题：‎ ‎(1)由图甲可知，电阻R1的测量值为________ Ω.‎ ‎(2)第1次实验中，电阻R1两端的最大电压U＝________ V．利用计算机软件测得i－t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mA·s，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C＝________ F.‎ ‎(3)第2次实验中，电流随时间变化的i－t曲线应该是图丁中的虚线________(选填“b”、“c”或“d”)，判断依据是________．‎ 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.解题思路：(1)小灯泡的额定电流为0.25 A，其电阻约为24 Ω，故为精确测量，电流表选C；为方便调节，滑动变阻器选E.‎ ‎(2)小灯泡内阻较小，故电流表采用外接法，小灯泡两端的电压要求从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法．‎ ‎(3)实物图连接可以根据分压式接法先把滑动变阻器下面两个接线柱直接连在电源和开关两端，再考虑小灯泡和电流表串联的一端接在滑动变阻器的上接线柱上，另一端接在电源没有接开关的那个接线柱上，最后连接电压表．(要注意电流进出电表必须正进负出)‎ 答案：(1)C　E ‎(2)如图所示 ‎(3)如图所示 ‎2．解题思路：(2)由电路图知电流的测量值偏大，根据R＝知电阻的测量值偏小，即小于真实值；(3)无论怎样移动变阻器滑片，总不能使电压表的示数调为零，是因为滑动变阻器的接法是限流式接法，故是导线f断路．‎ 答案：(1)如图甲所示　(2)小于　(3)f　(4)如图乙所示　(5)甲 ‎3．解题思路：(2)估测小灯泡的电阻较小，故电流表要采用外接法；测小灯泡伏安特性曲线，电压要从零开始调节，故滑动变阻器采用分压式接法，如图甲所示．(3)作小灯泡的U－I曲线，要进行描点连线，连线要求舍去偏差比较大的点，并用平滑的曲线连线．(4)把小灯泡接在一个电动势为1.5 V、内阻为2.0 Ω的电池两端，此时小灯泡的实际电压、电流是小灯泡的U－I曲线与电源的U－I曲线的交点，如图丙所示，故其实际功率为交点对应的电流和电压的乘积．‎ 答案：(1)0.44　(2)如图甲所示　(3)如图乙所示　(4)0.27(0.25～0.29都正确)‎ ‎4．解题思路：(1)由描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验原理可知，滑动变阻器应选总阻值较小的A.(2)由于小灯泡电阻较小，电流表应选外接法，滑动变阻器应接成分压式，故实验电路为B.(3)设小灯泡中的电流为I，电压为U，由U＝E－2I(R＋r)，代入数据可得U＝1.5－6I，作出小灯泡在图乙电路中的I－U关系图线与小灯泡的伏安特性曲线的交点，该交点横、纵坐标的乘积即等于每个小灯泡消耗的功率，即P＝0.6 V×0.15 A＝0.09 W.‎ 答案：(1)A　(2)B　(3)0.09‎ ‎5．解题思路：(1)要使小灯泡两端电压从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，为测量更准确，应采用电流表内接法，实验电路图如图甲所示．(2)由于滑动变阻器采用分压式接法，若选E，则通过滑动变阻器的电流约I＝＝ A＝0.6 A>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＝U－IRA，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＋IR0＝E的点，则此时灯泡的电压U灯＝0.6 V，电流I＝0.3 A．所以每个灯泡的实际功率P＝U灯I＝0.6 V×0.3 A＝0.18 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 mm＋29.5×0.01 mm＝1.795 mm，长度为42 mm＋10×0.05 mm＝4.250 cm；(2)圆柱体的电阻为R＝，根据电阻的决定式可知R＝ρ＝ρ，联立两式得ρ＝ ‎.‎ 答案：(1)1.795　4.250　(2) ‎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R＝，同时要结合电阻定律公式R＝ρ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R＝，根据电阻定律公式有R＝ρ，由此解得S＝.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S0＝a2－.‎ 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　a2－ ‎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个格与主尺刻线对齐，因此它的读数为30 mm＋15×0.05 mm＝30.75 mm＝3.075 cm.(2)连线时要让大多数点在一条直线上．作出U－I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R＝4.6×104 Ω.‎ ‎(3)由R＝ρL/S，S＝π(d/2)2，则ρ＝＝49 Ω·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　4.6×104　(3)　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E＝U＋I(R＋r)建立方程，有 E＝1.00 V＋1.25 A×(2 Ω＋r)，‎ E＝0.80 V＋0.80 A×(3.6 Ω＋r)，解得E＝4.0 V，r＝0.4 Ω.‎ 答案：(1)A　(2)半导体材料　(3)1.990(1.989～1.991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I－U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U2＝0.8 V；接灯L1时电流表的读数为0.14 A，此时的电压为U1＝1.05 V；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E＝U1＋I1R，E＝U2＋I2R，联立解得E ‎＝2.8 V，R＝12.5 Ω.所以当灯被短路时，电流表的读数I＝＝ A＝0.224 A≈0.22 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RV＝4R＝4×630.0 Ω＝2 520 Ω.‎ ‎(4)I满＝＝＝1 mA.‎ 答案：(1)R1　(2)连线如下图所示 ‎(3)2 520　(4)D ‎2．解题思路：(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R′V>RV ‎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 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0～0.4 A的电流表，V1与R5串联可得量程为0～4 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I－U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R1≈5 Ω、RV≈3 kΩ、RA≈0.1 Ω，故R1属于小电阻，用电流表外接法，因此导线①应连接a，变阻器采用分压接法，因此导线②应连接d.‎ ‎(2)R1的U－I图线如图所示 其阻值R1＝＝ Ω＝4.4 Ω ‎(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R＝和S＝ld得R＝＝ 故R2＝R1，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　4.4～4.7　(3)B ‎5．解题思路：(1)测量值＝读数×倍率，故测量结果为10.0×1 Ω＝10.0 Ω，因Rx＝10.0 Ω<≈ Ω，Rx属于小电阻，故测量电路应采用电流表外接法．(2)滑片P向右滑动时测量电路两端的电压增大，故电流表的示数也增大．‎ ‎(3)非线性元件的U－I图线是曲线．‎ ‎(4)由图2(a)可知U1＝3.00 V时I1＝0.30 A，U2＝1.00 V时I2＝0.10 A，根据闭合电路欧姆定律有E＝3.00＋0.30×r，E ‎＝1.00＋0.10×(r＋21)，解得E＝3.15 V≈3.2 V，r＝0.50 Ω.‎ 答案：(1)10.0 　b　(2)增大　(3)Y ‎(4)3.2　0.50‎ ‎6．解题思路：(1)因在滑片移动过程中，发现起始阶段电压表的示数逐渐增大，后续阶段电压表示数保持6 V不变，则知元件阻值先不变，后阶段变小，故B正确．(2)结合第(1)问中所给条件，可知D元件黑色部分为负极．(3)由R总＝，解得R总＝3 000 Ω；D恰好处于稳压工作区时，其两端电压U＝6 V，而U＝，解得RD＝6 000 Ω.‎ 答案：(1)B　(2)负　(3)3 000(或3×103)　6 000(或6×103)‎ ‎7．解题思路：(1)因为用“×10”挡时指针偏角过大，说明电阻丝阻值较小，所以应换用“×1”挡．‎ ‎(2)RgIg＝(IA－Ig)R0‎ 得R0＝＝1.21 Ω ‎(3)图见答案 ‎(4)Rx＝ Rx＝ρ RgI＝(Ix－I)R0‎ 解得ρ＝ 答案：(1)×1　(2)1.21　(3)如图所示　(4) ‎8．解题思路：(1)多用电表的红表笔在内部与电源的负极相连，即电流流入，黑表笔在内部与电源的正极相连，即电流流出，所以在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接B.(2)多用电表作电流表使用时，其红表笔即为电表正极，由电路图可知，红表笔应与接线柱3相连．因为二极管反向电阻很大，所以电流表的量程应选用①，电流表要采用内接法，所以单刀双掷开关S2应拨向接点6.‎ 答案：(1)B　(2)3　①　6‎ ‎9．解题思路：(1)由于灯泡两端的电压由零缓慢地增加，故滑动变阻器应采用分压式接法．由于灯泡的电阻较小，故电流表采用外接法．由P＝I2R得，小灯泡的额定电流I＝＝＝0.5 A，故电流表选A2，为方便调节，滑动变阻器选用阻值小的R1，实验电路图如答图甲所示．(2)根据表格中的数据描点，用平滑的曲线将各点连接起来．(3)由(2)中的答图乙可知，当电流I＝300 mA＝0.3 A时，灯泡两端的电压U＝2.5 V，灯泡的功率P＝UI＝2.5 V×0.3 A＝0.75 W，故灯泡的额定电压为2.5 V，大于1.5 V，原因是灯泡的电阻随温度的升高而增大．‎ 答案：(1)电路原理图如答图甲所示　A2　R1　(2)如答图乙所示 ‎(3)2.5(2.4～2.6均可)　灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或灯泡电阻随温度的升高而变大)‎ ‎10．解题思路：(1)用多用电表的“×10”挡测量电阻R1，指针指在刻度10，则多用电表读数为R1＝10×10 Ω＝100 Ω.(2)由题图丙可知最大电流im＝0.09 A，根据Um＝imR1，计算得出最大电压为9 V，i－t曲线和坐标轴所围的面积表示电容器的带电荷量Q＝42.3 mA·s，由电容器电容C＝Q/U可得：C＝4.7×10－3 F．(3)第2次实验中，电流随时间变化的i－t曲线应该是题图丁中的虚线c.判断依据是：根据im＝，因R2>R1，所以第2次实验的最大电流小些，故不是b，根据Qm＝CUm，两次测得的i－t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　4.7×10－3　(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R2>R1，开关掷向2瞬间放电电流较小．‎