2019年高考物理双基突破：专题16-实验：决定导线电阻的因素（精练）含答案解析

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1、1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直径，其中某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 Rx，实验所用器材为：电池组（电动势为 3 V，内阻 约为 1 ） ，电流表（内阻约为 0.1 ） ，电压表（内阻约为 3 k） ，滑动变阻器 R（020 ，额定电流为 2 A） ，开关，导线若干。某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 1 2 3 4 5 6 7U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2

2、.30I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520由以上实验数据可知，他测量 Rx是采用图中甲和乙中的图_（选填“甲”或“乙” ） 。（3）如图是测量 Rx的实验器材实物图，图中已经连接好了部分导线，滑动变阻器的滑片 P 置于变阻器的一端，请根据图中所选的电路图，补充完成实物图的连线。（4） 这个小组的同学在坐标纸上建立 U、I 坐标系，如图所示，图中已经标出了与测量数据相对应的四个点，请在图中标出第 2、4、6 次测量数据的坐标点，并描绘出 UI 图线，由图线得到金属丝的阻值Rx_ （保留两位有效数字） 。（5）根据以上数据可估算出金属丝的电阻率

3、约为_（填选项前的序号） 。A110 2 m B110 3 m C110 6 m D110 8 m【答案】 （1）0.399 mm（2）甲（3）见解析（4）4.4 （4.4 4.6 均可） （5）110 6 m（4）R x 4.4 。 （4.44.6 均可）UI 2.30 0.100.520 0.020（5）C 由 Rx 得 ，代入数据得 1106 m。 lS RxSl3为了更准确地测量某电压表的内阻 RV（R V 约为 3.0103 ） ，该同学设计了图所示的电路图，实验步骤如下：A断开开关 S，按图连接好电路；B把滑动变阻器 R 的滑片 P 滑到 b 端；C将电阻箱 R0 的阻值调到零；D

4、闭合开关 S；E移动滑动变阻器 R 的滑片 P 的位置，使电压表的指针指到 3 V 位置；F保持滑动变阻器 R 的滑片 P 位置不变，调节电阻箱 R0 的阻值使电压表指针指到 1.5 V 位置，读出此时电阻箱 R0 的阻值，此值即为电压表内阻 RV 的测量值； G断开开关 S。实验中可供选择的实验器材有：a待测电压表 b滑动变阻器：最大阻值 2 000 c滑动变阻器：最大阻值 10 d电阻箱：最大阻值 9 999.9 ，阻值最小改变量为 0.1 e电阻箱：最大阻值 999.9 ，阻值最小改变量为 0.1 f电池组：电动势约 6 V，内阻可忽略g开关、导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下

5、列问题：（1）要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用_（填“b”或“c” ） ，电阻箱中选用_（填“d”或“e” ） 。（2）电压表内阻 RV 的测量值 R 测 和真实值 R 真 相比，R 测 _R 真 （填“”或“”；若 RV越大，则 越_（填“大”或“小” ） 。|R测 R真 |R真【答案】 （1）d（2） 小（2）由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比 变阻箱阻值为 0 时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有 R 测 R 真 ，外电阻

6、越大，干路电流越小，当外电阻变化时，路端电压的变化量越小，故测量误差也越小。 4用伏安法测定电阻约为 5 的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池。如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头 P，触头上固定了接线柱，按下 P 时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验采用的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示。（1）用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动_使测微螺杆 F 接近被测电阻丝，再转动_夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动_使 F 固定后读数。 （填仪器部件的字母符号）（2）根据电路原

7、理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成实验电路。（3）闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次改变 P 的位置，得到几组 U、I 、L的数据，用 R 计算出相应的电阻值后作出 RL 图线如图所示。取图线上两个点间数据之差 L 和UIR，若电阻丝直径为 d，则电阻率 _。【答案】 （1）D H G （2）见解析（3）Rd24L（2）（3）根据 R ，得 R ，而 S ，代入得 。lS LS d24 Rd24L5为测定一段金属丝的电阻率 ，某同学设计了如图甲所示的电路。 ab 是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，电路中的保护电阻 R04.0 ，电 源的电动势 E3.0 V，电流表内

8、阻忽略不计，滑片 P 与电阻丝始终接触良好。（1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为 d_ mm 。（2）实验时闭合开关，调节滑片 P 的位置，分别测量出每次实验中 aP 长度 x 及对应的电流值 I，实验数据如下表所示：x（m） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60I（A） 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28（A 11I）2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57将表中数据描在 x 坐标纸中，如图所示。试作出其关系图线，图象中直线的斜率的表达式1Ik_（用题中字母表示） ，由图线求得电阻丝的电阻率 为_ m （

9、保留两位有效数字） 。根据 x 关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为_ （保留两位有效数字） 。1I【答案】 （1）0.400 mm（2）见解析 1.1106 m 1.4 4Ed2根据图象由电阻定律可得 R ，由欧姆定律可得：R ，则图象斜率 k ，S 联立解得：kxS EI 1Ix d24 代入数据得： k 3 联立解得电阻率为： 代入数据得：1.110 6 m；4Ed2 1Ix 3.6 1.80.6 kEd24根据 x 关系图线纵轴截距为 1.8，此时待测电阻丝的电阻为 0，由闭合电路欧姆定律得：1IEI （r R 0）即： 3 （r 4.0）得：r1.4 11.86小明对 2B

10、 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值。（1）图是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出。（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到 UI 图上，如图所示。在图中 ，由电流表外接法得到的数据点是用_（填“”或“” ）表示的。（3）请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻_ 。【答案】 （1）见解析（2）见解析（3）1.6 （1.51.7 均可） 【解析】 （1）连线如图甲所示。（3）在 UI 图象上，选用外接法所得的“”连线，则 R 1.2 （1.11.3 均可） ，选用内接UI法

11、所得的“”连线，则 R 1.6 （1.51.7 均可） 。UI7现要测量电流表 G1 的内阻，给出下列器材：电流表 G1，量程 5 mA，内阻 r1 约为 150 ；电流表G2，量程 10 mA，内阻 r2 约为 100 ；定值电阻 R1100 定值电阻 R210 ；滑动变阻器R3，0 200 ；干电池 E，1.5 V ，内阻未知；单刀单掷开关 S 导线若干（1）定值电阻选_；（2）如图所示，在虚线框中已画出部分实验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；（3）若选测量数据中的一组计算 r1，所用的表达式为 r1_，式中各符号的意义是_。【答案】 （1）R 1（2）见解析（3） I1、I

12、 2 分别表示电流表 G1、G 2 的读数，R 1 表示定值R1(I2 I1)I1电阻 R1 的阻值【解析】 （1）若选 R2，则其阻值太小，电流过大，而 R1 与 G1 内阻相当，故选 R1。（2）电路图如图所示。G 2 的示数 G1 的示数为通过 R1 的电流值。（3）由并联电路特点得：I 1r1R 1（I 2I 1）r 1 I1、I 2 分别表示电流表 G1、G 2 的读数，R1(I2 I1)I1R1 表示定值电阻 R1 的阻值。8电学实验中经常需要测量电阻的阻值。（1）测电阻的方法有很多种，现在提供一只标有“220 V 40 W”的灯泡，它正常工作时的电阻为_ 。若用多用电表欧姆挡来测

13、量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值_（填“大于” “等于”或“小于” ）灯泡正常工作时的电阻值。（2）用下列器材设计一个实验，测量该灯泡正常工作时的电阻值。A220 V 交流电源 B单刀双掷开关一个 C电阻箱一个，0999.9 ，额定电流 0.5 A D定值电阻一个，0.5 k，额定电流 0.3 A E交流电流表一 个，00.3 A请在虚线框内画出电路原理图。【答案】 （1）1 210 小于 （2）见解析（2）应用替代法因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联一定值电阻，电路原理图如图所示。9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

14、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 ；电阻箱 R0，最大阻值为 99 999.9 ；滑动变阻器 R1，最大阻值 100 ，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，如图。（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 RV，与电压表内阻的真实值 RV 相比，R V_RV（填“” 、“”或“” ） ，主要理由是_。【答案】 （1）见解析（2）见解析（3） 断开 S2，调节电阻箱 R0 使电压表成半偏状态，电压

15、表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大（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、S 2，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，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻。10有一根细长且均匀的空心金属管线，长约 30 cm，电阻约为 5 ，已知这种金属的电阻率为 ，现在要 尽可能精确测定它的内径 d。（1）用螺旋测微器测量金属管线外径 D 时刻度的位置如图 a 所示，从图中读出外径为_ mm，应用_（选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺 ”）测金属管线的长度 L；（2）测量金属管线的电阻

16、 R，为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表 03 V，内阻约 10 k B电压表 015 V，内阻约 50 k C电流表 00.6 A，内阻约 0.05 D电流表 03 A，内阻约 0.01 E滑动变阻器，010 F滑动变阻器，0100 要求较准确 地测出其阻值，电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应_；（填序号）（3）实验中他的实物接线如图 b 所示，请指出接线中的两处明显错误。错误 1：_错误 2：_ _（4）用已知的物理常数和应直接测量的物理量（均用符号表示） ，推导出计算金属管线内径的表达式d_；（5）在实验中，下列说法正确的是_。A为使电流表读数明显，应使电流

17、尽可能大些B为操作方便，中间过程可保持开关 S 一直处于闭合状态C千分尺的精确度是千分之一毫米D用千分尺测量直径时必须估读一位【答案】 （1）5.200 毫米刻度尺（2）A C E（3）错误 1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采用了电流表内接法（4） （5）DD2 4ILU（2）由于两节干电池的电动势为 3 V，所以电压表应选 A；由于通过金属管的最大电流为 Im URx 35A0.6 A，所以电流表应选 C；为了较准确地测出其阻值，滑动变阻器应选 E。（3）由于待测金属管阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，连线图中的两处明显错误分别是： 错误 1：导线连接在滑动变阻器的滑片上

18、；错误 2：采用了电流表内接法。（4）设金属管线内径为 d，根据电阻定律应有：R ，又 R ，联立可得：d L14D2 14d2 UID2 4ILU（5）由金属的电阻率随温度的升高而增大可知，通过待测金属管线的电流不能太大，所以 A 错误；为减小温度的影响，中间过程应断开开关，所以 B 错误；千分尺的精确度是 0.01 mm，即应精确到 毫1100米，所以 C 错误；千分尺读数时必须估读一位，即估读到 0.001 mm，所以 D 正确。11如图是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图。图中均匀的长直玻璃管内径为 d，里面充满待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为 L。（1）根据实物连

19、线图在虚线框内画出实验的电路原理图，其中导电液体用电阻 Rx表示（2）在接通电路前，为保证器材安全滑动变阻器的滑片 P 应移到最_端（填“左”或“右” ） 。在电路调试时，该同学发现：闭合开关 S1 后，单刀双掷开关 S2 接到 a 接点时电压表示数为 4.5 V、电流表示数为 180 A；单刀双掷开关 S2 接到 b 接点时电压表示数为 4.6 V、电流表示数为 164 A.正式测量时，为减小实验误差，单刀双掷开关 S2 应接到_点（填“a”或“b” ）（3）该同学正确完成实验，测得该段液体的电阻 R0，则该导电液体的电阻率的表达式为_（用 R0、L、d 等表示） 。【答案】 （1）如图所示

20、（2）右 b （3） R0d24L（2）接通电路前为保证电路的安全，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，即滑片应移到最右端。分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大，电压表示数变化小，说明电流表对示数影响较小，即电流表内阻远小于被测电阻，为减小误差应当采用电流表内接法，故接 b 点。（3）根据欧姆定律 R 、电阻定律 及 S（ ） 2 可得电阻率 。UI RSL d2 R0d24L12某些固体材料受到外力后除了产生形变外，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应” 。现用如图的电路研究某长薄板电阻 Rx的压阻效应，已知 Rx的阻值变化范围为几欧到几 十

21、欧，实验室中有下列器材：A电源 E，3 V，内阻约为 1 B电流表 A1，0.6 A，内阻 r15 C电流表 A2，6 A，内阻 r2 约为 1 D开关 S，定值电阻 R0（1）为了比较准确地测量电阻 Rx的阻值，根据虚线框内电路图的设计，甲表选用_（选填“A1”或“A 2”） ，乙表选用_（选填“A 1”或“A 2”） 。（2）在电阻 Rx上加一个竖直向下的力 F（设竖直向下为正方向） ，闭合开关 S，记下电表读数，A 1 的读数为 I1，A 2 的读数为 I2，得 Rx_（用字母表示） 。（3）改变力的大小，得到不同的 Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的 Rx

22、值，最后绘成的图象如图所示。当 F 竖直向下（设竖直向下 为正方向）时，可得 Rx与所受压力 F的数值关系是 Rx_。 （各物理量单位均为国际单位）（4）定值电阻 R0 的阻值应该选用_。A1 B5 C10 D20 【答案】 （1）A 1 A 2 （2） （3）162F （4）BI1r1I2 I1（2）待测电阻两端的电压 UI 1r1，流过待测电阻的电流 II 2I 1，因此待测电阻的阻值为 Rx.I1r1I2 I1（3）由图象的对称性可知，加上相反的压力时，电阻值大小相等；图象与纵坐标的交点为 16 ，当R7 时，对应的力为 4.5 N，因此函数表达式 Rx16 2F。（4）整个回路总电流不能大于 0.6 A，而电动势为 3 V，因此总电阻应略大于 5 ，而电源内阻约为 1 ，因此定值电阻 R0 的阻值应选 5 ，即可保证电流不超过量程，也保证电流不太小，两块电流表读数准确。