2019年高考物理 名校模擬試題分項解析40熱點 專題30 測量電阻率實驗.doc

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專題30 測量電阻率實驗 1.(9分) （2019廣東惠州第一次調(diào)研）為了測量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率，提供的器材有： A．電流表G，內(nèi)阻Rg＝120 Ω，滿偏電流Ig＝6 mA B．電壓表V，量程為0～6 V，內(nèi)阻約為1000Ω C．螺旋測微器，毫米刻度尺 D．電阻箱R0(0～99．99 Ω) E．滑動變阻器R(最大阻值為5 Ω) F．電池組E(電動勢為6 V，內(nèi)阻約為0．05 Ω) G．一個開關(guān)S和導(dǎo)線若干 (1) 用多用電表粗測電阻絲的阻值，當(dāng)用“10”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，應(yīng)該換用______擋(填“1”或“100”)，進行一系列正確操作后，指針靜止時位置如圖甲所示其讀數(shù)為 Ω； (2) 把電流表G與電阻箱并聯(lián)，改裝成量程為0～0．6 A的電流表使用，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0＝________Ω (保留3位有效數(shù)字) ； (3) 改裝好的電流表用符號“”表示，內(nèi)阻RA已知，用該電流表和所提供的實驗器材較準(zhǔn)確測量電阻絲Rx的阻值，請在圖乙中畫出實驗電路圖； (4) 測得電阻絲的長度為L，電阻絲的直徑為D，電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 到合適位置，讀出電壓表和電流表的示數(shù)，測得金屬絲的電阻為Rx。寫出計算電阻率的表達式ρ＝____________ (L、D、Rx表示) 。 【實驗攻略】（1）測量電阻一般采用伏安法，測量電阻率需要應(yīng)用電阻定律。 （2）電表改裝。電流表并聯(lián)電阻可擴大量程，電流表并聯(lián)等于內(nèi)阻1/n倍的電阻，可使電流表量程擴大到原來的n+1倍。電流表串聯(lián)電阻可改裝成電壓表，電壓表串聯(lián)等于n倍內(nèi)阻的電阻，可使電壓表量程擴大到原來的n+1倍。 （2）根據(jù)歐姆定律，I=U/R，所以正確的圖線是②，由圖線求出電阻Rx=U/I=3/0.4Ω=7.5Ω。 3．（9分） （2018高考全國理綜III）一課外實驗小組用如圖所示的電路測量某待測電阻Rx的阻值，圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻（R0=20.0 Ω）；可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān)，S2位單刀雙擲開關(guān)，E為電源，R為滑動變阻器。采用如下步驟完成實驗： （1）按照實驗原理線路圖（a），將圖（b）中實物連線； （2）將滑動變阻器滑動端置于適當(dāng)位置，閉合S1； （3）將開關(guān)S2擲于1端，改變滑動變阻器動端的位置，記下此時電壓表的示數(shù)U1；然后將S2擲于2端，記下此時電壓表的示數(shù)U2； （4）待測電阻阻值的表達式Rx=_____________（用R0、U1、U2表示）； （5）重復(fù)步驟（3），得到如下數(shù)據(jù)： 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 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 （6）利用上述5次測量所得的平均值，求得Rx=__________Ω。（保留1位小數(shù)） 【參考答案】（1）電路如圖。（3分） （4）（-1）R0 （3分）（5）48.2 （3分） 【命題意圖】 本題主要考查電阻測量、歐姆定律、電路連接研及其相關(guān)的知識點。 5次測量所得的平均值,（3.44+3.43+3.39+3.40+3.39）=3.41，代入Rx=（-1）R0=（3.41-1）20.0Ω=48.2Ω。 4．（2018高考天津理綜）某同學(xué)用伏安法測定待測電阻Rx的阻值（約為10 kΩ），除了Rx，開關(guān)S、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用： A．電壓表（量程0~1 V，內(nèi)阻約為10 kΩ） B．電壓表（量程0~10 V，內(nèi)阻約為100 kΩ） C．電流表（0~1 mA內(nèi)阻約為30 Ω） D．電流表（0~0.6 A，內(nèi)阻約為0.05 Ω） E．電源（電動勢1.5 V，額定電流0.5 A，內(nèi)阻不計） F．電源（電動勢12 V，額定電流2 A，內(nèi)阻不計） G．滑動變阻器R0（阻值范圍0~10 Ω，額定電流2 A） ①為使測量盡量準(zhǔn)確，電壓表選用_________，電流表選用______________，電源選用______________。（均填器材的字母代號）； ②畫出測量Rx阻值的實驗電路圖。 ③該同學(xué)選擇器材、連接電路和操作均正確，從實驗原理上看，待測電阻測量值會______________其真實值（填“大于”“小于”或“等于”），原因是____________________________。 【參考答案】 ① B C F ②測量Rx阻值的實驗電路圖如圖。 ③大于 電壓表的讀數(shù)大于待測電阻兩端實際電壓（其他正確表述也可） ③由于電流表的分壓，導(dǎo)致電壓測量值偏大，而電流準(zhǔn)確，根據(jù)Rx=U/I可知測量值偏大； 【點睛】 滑動變阻器的分壓和限流接法的區(qū)別和選用原則： 區(qū)別：（1）限流接法線路結(jié)構(gòu)簡單，耗能少；（2）分壓接法電壓調(diào)整范圍大，可以從0到路端電壓之間連續(xù)調(diào)節(jié)； （2）由于滑動變阻器R阻值范圍只有0～20Ω，所以實驗電路設(shè)計成滑動變阻器分壓接法。 【方法歸納】測量電阻的原理一般是利用歐姆定律。 6．（2019金考卷）(9分)在電子線路制作中常用到覆銅板，覆銅板是將補強材料(加入橡膠中可以顯著提高其力學(xué)性能的材料)浸以樹脂，一面或兩面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料，稱為覆銅箔層壓板，它是做印制電路板的基本材料，常叫基材。小明同學(xué)是電子制作愛好者，他想應(yīng)用所學(xué)的物理知識來測量覆銅板的導(dǎo)電銅膜厚度。于是他從資料上查得導(dǎo)電銅膜的電阻率ρ＝1.7510－8 Ωm，并利用下列器材完成了這個實驗： A.電源E(電動勢為6 V，內(nèi)阻不計)； B．取待測長方形覆銅板一塊，將兩個粗銅條A、B平行壓置在覆銅板的兩端，與覆銅板接觸良好，用作電極，如此就制成了待測電阻R(阻值約為2 Ω)； C．滑動變阻器R1(總阻值約為10 Ω)； D．定值電阻R2(電阻值R2＝6 Ω)； E．毫米刻度尺和游標(biāo)卡尺； F．電壓表V (量程為6 V，內(nèi)阻很大)； G．電流表A (量程為0.6 A，內(nèi)阻約為5 Ω)； H．開關(guān)K，導(dǎo)線若干。 (1)請在圖甲的實物圖中完成實物連線，要求實驗測量精度高。 (2)小明在接通電路之前，先用游標(biāo)卡尺測得覆銅板寬度d如圖乙所示，則游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為 mm。 (3)小明用毫米刻度尺測兩電極A、B間的距離L＝1.001 0 m。 (4)圖丙中的6個點表示實驗中測得的6組電流I、電壓U的值，請完成作圖。若所得圖線的斜率用k表示，則導(dǎo)電銅膜的電阻R＝ (用k及題中所給字母表示)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)及I－U圖線求出導(dǎo)電銅膜的電阻R＝ Ω(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (5)計算導(dǎo)電膜厚度h的值為 mm(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 【參考答案】：(1)如圖所示 (2) 8.02 (4)如圖所示 －R2 2.3 (5) 9.510－4 【命題意圖】 本題考查電阻率測量實驗，意在考查考生電路設(shè)計與連接、圖像法處理實驗數(shù)據(jù)能力。 （4）過盡可能多的點連接成直線。由I=可知，I—U圖像的斜率k=，解得導(dǎo)電銅膜的電阻R＝-R2.。I—U圖像的斜率k=0.5/4.15，R＝-R2=8.3Ω-6Ω=2.3Ω。 （5）由電阻定律，R＝ρ，解得導(dǎo)電膜厚度h的值為9.510－4mm． 7（2019河北衡水）(10分)用伏安法測定一個待測電阻Rx的阻值(阻值約為200Ω)，實驗室提供如下器材： 電源E：電動勢3V，內(nèi)阻忽略不計； 電流表A1：量程0～15mA，內(nèi)阻約為100Ω； 電流表A2：量程0～300μA，內(nèi)阻為1000Ω； 電壓表V：量程15V，內(nèi)阻約15kΩ； 滑動變阻器R1：阻值范圍0～20Ω； 定值電阻R2：阻值為9000Ω； 開關(guān)S、導(dǎo)線若干。 (1)(2分)在實驗中要求盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值，選擇的電表為 (填寫器材代號)。 (2)(4分)在圖甲虛線框中畫出完整測量Rx阻值的電路圖，并在圖中標(biāo)明器材代號。 (3)(4分)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1，兩表的示數(shù)如圖乙所示，可讀出電流表A1的示數(shù)是 mA，電流表A2的示數(shù)是 μA。 【參考答案】 【命題意圖】本題考查伏安法測電阻實驗、電路設(shè)計、電流表讀數(shù)及其相關(guān)知識點。 【解題思路】【解題思路】(1)由于電壓表量程15V，遠大于電源電壓，不能采用。待測電阻Rx的阻值約為200Ω，電源電壓3V，通過的最大電流大約為15mA，可以選擇量程0～15mA電流表A1測量電流，選擇量程0～300μA，內(nèi)阻為1000Ω的電流表A2串聯(lián)阻值為9000Ω的定值電阻R2，作為電壓表測量電壓；在實驗中要求盡可能準(zhǔn)確地測量Rx的阻值，選擇的電表為A1和A2。（2）為了多測幾組數(shù)據(jù)，設(shè)計成滑動變阻器分壓接法。由于電流表A1的內(nèi)阻較大，約為100Ω，采用電流表外接電路測量。