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必修部分电学实验最新模拟题冲刺
专题4 测量导体的电阻率(基础篇)
1.(10 分)(2024 年3 月湖北名校联盟联合测评)某同学测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径d,示数如图甲所示,则d=______mm;
(2)用多用表“×10”挡测量金属丝的电阻,指针如图乙中虚线所示,则应改用______挡(选填“×1”或
“×100”),重新欧姆调零后,测量金属丝ab 两端的电阻,指针如图乙中实线所示,则金属丝的电阻R=
______
;
(3)已知电源电动势为E、内阻不计,定值电阻为
。按图丙接入电路,闭合开关S,将金属夹从金属丝
的左端a 逐渐向右滑动,依次记下相应的滑动距离x 与电压表示数U,并用测量的多组数据绘制U-x 图像,
测得U-x 图像直线的斜率为k。若不考虑温度的变化,则金属丝的电阻率.
_____(用E、k、d、
、R 表示);
(4)若考虑电压表内阻的影响,则金属丝电阻率的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”真
实值。
【参考答案】(1)0.653(0.651~0.656 也给分)(2 分)
(2)×1(1 分) 10.0(10 也给分)(2 分)
(3)
(3 分)
(4)大于(2 分)
【名师解析】(1)
(2)改用“×1”挡,
(3)金属丝长度x 对应的电
,则
;可得
;故有
,
1
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可得
(4)若考虑电压表内阻,则在相同x 时实际总电流偏大,实际电压相对
偏小,电压表的测量值
U 偏大,U-x 图像中直线的斜率k 偏大,故
的测量值偏大。
12. (2024 广东广州天河区二模)某兴趣小组设计了测量铅笔芯电阻率的实验,所用器材有:电源(电动势恒
定,内阻可忽略),电阻箱R0(最大阻值
),电阻R1(阻值为
),电阻R2(阻值为
),毫安表mA(量程30mA,内阻不计),待测2B 铅笔芯,开关S,导线若干。请完成下列实验操作和计
算:
(1)电路连接
①取一段圆柱形状的待测2B 铅笔芯,用螺旋测微器测量铅笔芯的直径
,刻度尺测得笔芯的
长度
,并进行记录;
②根据图甲实验原理图,在连接实物过程中,开关S 应保持____________(选填“闭合”或“断开”)状
态。
(2)笔芯电阻率的测量
①闭合开关S,调节电阻箱R0的阻值为
,此时毫安表的示数I1如图乙所示,则I1
为________mA,计算得笔芯中的电流为________mA;
②调节电阻箱R0的阻值为
,此时毫安表的示数I2为
;
③断开开关。
2
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(3)根据上述测量,计算得到待测笔芯的电阻值为Rx =________
,进而得到笔芯的电阻率为
________
。(π ≈ 3.14,计算结果均保留2 位有效数字)
(4)若考虑电源内阻的影响,笔芯电阻率的测量值将 准确值。
A. 大于
B. 小于
C. 等于
D. 不确定
【参考答案】(1)断开 (2) ①. 24.0 ②. 36.0
(3) ①. 5.0 ②.
(4)A
【名师解析】
(1)[1]为了保护电路与电学原件,在连接实物过程中,开关S 应保持断开状态。
(2)[2]根据图乙可知,毫安表的精度为1mA,因此在读数时需要估读一位,由图乙可得电流表读数为
24.0mA;
[3]此时的
阻值为
,
已知为
,根据并联电路分流比等于电阻的反比可得,
分流为
12.0 mA,而笔芯连接在干路,所以通过笔芯中的电流为36.0 mA。
(3)[4]设电源电动势为E,根据电路图,结合闭合电路的欧姆定律可得
其中
,
,
,
代入数据解得
[5]根据电阻定律
求得
3
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代入数据求得
(4)[6]由等效思想可知,在考虑电源内阻的影响下,测量值应等于电源内阻与待测电阻丝的总电阻之和,
因此测量值大于准确值。A 正确。
3. (2024 贵州高考适应性考试) 掺氟氧化锡(FTO)玻璃在太阳能电池研发、生物实验、电化学实验等
领域有重要应用,它由一层厚度均匀、具有导电性能的薄膜和不导电的玻璃基板构成。为了测量该薄膜厚
度d,某兴趣小组开展了如下实验:
(1)选取如图(a)所示的一块长条型FTO 玻璃,测出其长度为L,宽度为b。
(2)用欧姆表接薄膜M、N 两端,测得薄膜电阻
约为
。为了获得多组数据,进一步精确测量
阻值,有如下器材可供选用:
A.电源E(电动势
,内阻约为
)
B.电压表V(量程
,已测得内阻
)
C.电流表A1(量程
,内阻约为
)
D.电流表A2(量程
,内阻约为
)
E.滑动变阻器R(最大阻值为
)
4
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F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
(3)其中,电流表应选_______(选填“A1”或“A2”),定值电阻应选_______(选填“
”或“
”)。
(4)根据以上要求,将图(b)所示的器材符号连线,组成测量电路图________。
(5)已知该薄膜的电阻率为
,根据以上实验,测得其电阻值为
,则该薄膜的厚度
______(用
、
L、b 和
表示)。
(6)实验后发现,所测薄膜的厚度偏大,其原因可能是_______(填正确答案前的序号)。
①电压表内阻
测量值比实际值偏大
②电压表内阻
测量值比实际值偏小
③选用的定值电阻标定值比实际值偏大
④选用的定值电阻标定值比实际值偏小
【参考答案】 (3) A2
(4).
(5).
(6)②④
5
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【名师解析】(3)由闭合电路欧姆定律可得
电流表应选量程
的电流表A2;
由于电源电动势为3V,电压表量程量程只有1V,需串联一个电阻,扩大电压表量程为U=3V,根据串联电
路规律,U=Ug +IgR0,Ig=Ug/RV,
解得需要串联的电阻为R0=2000Ω,定值电阻应选
;
(4)由题意可知,滑动变阻器应采用分压式接法,又因为
所以电流表外接法,故电路图如图所示
(5)由电阻定律
可得该薄膜的厚度
(6)实验后发现,所测薄膜的厚度d 偏大,由
可知所测电阻
偏小。由于待测电阻Rx
远远小于与之并联的电压表和定值电阻之和,可以认为电流表读数等于待测电阻Rx中通过的电流,所测电
阻
偏小的原因是电压表读数较小,说明电压表中通过的电流较小,所以可能原因为是电压表内阻
测
6
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量值比实际值偏小,选用的定值电阻标定值比实际值偏小,选项②④正确。
4. (2024 广东大亚湾区一模)一实验兴趣小组找到了一捆较长的镍铬合金线,其横截面积标记为
,
但是长度标记已经模糊不清,兴趣小组想通过实验测定其具体长度。
可供使用的器材有:
多用电表;
电流表
:量程1mA,内阻为1000Ω;
电流表
:量程0.6A,内阻很小;
滑动变阻器
:最大阻值5Ω;
滑动变阻器
:最大阻值20Ω;
电阻箱:最大阻值9999.9Ω;
电源:电动势3V,内阻可不计;
开关、导线若干。
实验步骤如下:
(1)粗测镍铬合金线的阻值
兴趣小组先用多用电表的欧姆挡粗测该捆镍铬合金线的电阻,当选择欧姆×10 倍率的电阻挡位测量时,发
现指针偏转很大,因此应该换成欧姆________倍率的电阻挡(选填“×1”或“×100”),选择正确挡位后,
指针如图(a)所示,读数为________Ω;
(2)精确测量镍铬合金线的阻值
①同学采用的实验电路图如图(b)所示,根据实验需要应选择滑动变阻器________(选填“
”或“
”),实验开始前,滑片应该置于________端(选填“a”或“b”);
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②闭合开关后,调节滑动变阻器,发现
电表接近满偏时
电表偏转不大,为解决这个问题,同学们决
定用
表与电阻箱________(选填“串联”或“并联”)代替原来的
表,并且把电阻箱阻值调整为
2000.0Ω;
③调节滑动变阻器,当电流表
读数为0.45A 时,电流表
读数0.75mA,根据以上数据可以计算出镍铬
合金线的电阻为________Ω(保留两位有效数字);
(3)计算镍铬合金线长度兴趣小组还查阅到镍铬合金的电阻率为
,结合以上实验数据,可
得出这捆镍铬合金线实际长度为________m(保留三位有效数字)。
【参考答案】 (1) ①.
②.
(2)③.
④.
⑤. 串联 ⑥.
(3) ⑦.
【名师解析】
(1)[1][2]用多用电表的欧姆挡粗测电阻时,发现指针偏转很大,说明待测电阻较小,换用更低的挡位测
量,因此应该换成欧姆
倍率的电阻挡,选择正确挡位后,由图(a)所示,读数为
。
(2)①[3][4]由图(b)可知,滑动变阻器采用限流接法,则最大阻值应为待测电阻的
倍,应选择滑
动变阻器
,实验开始前,应仍滑动变阻器接入电路阻值最大,则滑片应该置于
端。
②[5]由图(b)可知,
电表并联在待测电阻两端,按电压表使用,调节滑动变阻器,发现
电表接近
满偏时
电表偏转不大,说明
作为电压表使用量程太小,需要扩大量程,则应用
表与电阻箱串联。
③[6]根据题意可知,镍铬合金线两端的电压为
流过镍铬合金线的电流为
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镍铬合金线的电阻
(3)[7]根据电阻定律有
可得
代入数据解得
5. .(2024 江苏南京期末)某兴趣小组为了测量金属丝的电阻率和电源的电动势与内阻,设计了如图甲、
乙所示的实验电路,其中
为待测电阻,定值电阻的阻值
已知。
(1)测量金属丝的电阻时,要求通过金属丝的电流从零开始连续变化,实验电路图应选_______(选填
“甲”“乙”);
(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图丙所示,测量时,使用螺旋测微器的A、B、C 三部分的先后
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顺序是_______;
(3)测量金属丝电阻时,选择正确的电路,按照规范操作,调节滑动变阻器,得到电压表V1、V2的示数
的多组数值。作出
的图像,如图丁中直线
所示,斜率为
,则金属丝的电阻为_______
(用
和
表示);
(4)测量电源的电动势与内阻时,选择正确的电路,按照规范操作,调节滑动变阻器,得到电压表V1、V2
的示数
的多组数值。作出
的图像,如图丁中直线
所示,图线中的
均已知,不考
虑两电压表内阻的影响,则电源电动势
_______(用
或
)表示;
(5)在上述(3)、(4)实验中,接通电路前,滑动变阻器的滑片
应分别置于_______(选填下列选项
的序号),并简述你的理由_______。
A.最左端 最左端 B.最右端 最右端 C.最左端 最右端 D.最右端 最左端
【参考答案】 (1) ①. 甲 (2) ②. BCA (3) ③.
(4) ④.
(5) ⑤. A ⑥. 保护电路
【名师解析】
(1)[1]要求通过金属丝的电流从零开始连续变化,滑动变阻器应选择分压接法,故选甲。
(2)[2]用螺旋测微器测量金属丝的直径时,从调节到读数过程中,应先将金属丝置于测砧与测微螺杆之
间,之后调节旋钮B 进行粗调,当测微螺杆快靠近金属丝时,改为调节微调旋钮C,当听到“喀喀”声时
停止,然后读数,读数完毕后,再将锁紧装置A 关闭,故使用顺序为BCA。
(3)[3]由欧姆定律
(4)[4]用乙图进行测量电源电动势和内电阻,根据乙电路,则有
可得
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则图线与纵轴截距表示电源电动势,即
(5)[5][6]接通电路前,为了保护电路,电压表示数应为最小值,所以滑动变阻器的滑片P 都应置于最左
端,故选A,原因是为了保护电路。
6. (2024 福建泉州质检2)某兴趣小组做“测定金属丝的电阻率”实验,提供的器材有:电源、开关、导
线、米尺、螺旋测微器、滑动变阻器、定值电阻、电流表等。由于没有电压表,该小组设计了如图甲所示
的电路进行测量,其中ab 为粗细均匀的待测金属丝,c 为可移动的金属线夹。
(1)请根据图甲电路,在图乙中用笔画线代替导线,将实物电路补充完整______;
(2)用图丙所示的螺旋测微器测量金属丝直径D 时,先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋
动______(选填“A”“B”或“C”)部件,直到听见“喀喀”的声音后停止旋动。此时螺旋测微器的示
数如图丁所示,其读数
_____mm;
(3)用米尺测出金属丝接入电路的总长度为L。
(4)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片滑至合适位置保持不动。经反复移动线夹c 的位置,发现:当ac 段
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金属丝的长度为
时,电流表的示数最小。己知定值电阻的阻值为
,则计算金属丝电阻率的表达式
_____(用
、D、L 表示)。
【参考答案】 (1) ①.
(2) ②. C ③. 1.628
(4)④.
【名师解析】
(1)[1]根据电路图可知,滑动变阻器
串联接入电路,待测金属丝金属线夹左侧电阻与定值电阻
串联
后再与金属线夹右侧电阻并联接入电路,其电路图连接如图所示
(2)[2]用图丙所示的螺旋测微器测量金属丝直径D 时,先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再
旋动C,部件,直到听见“喀喀”的声音后停止旋动,再扳动A 锁定后读数;
[3]螺旋测微器不动尺读数为1.5mm,可动尺精度为0.01mm,读图可得金属丝的直径
(4)[4]根据电阻定律,可得金属丝的总电阻
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根据题意,当ac 段金属丝的长度为
时,电流表的示数最小,说明此时并联部分电阻最大,则可得
联立解得
7. (2024 广东潮州质检) 小栩同学在实验室找到一根弹性导电绳,想测量其在某状态下的电导以及弹性
导电绳的电阻率。
(1)如图甲所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B 的导线接入如图
乙所示的电路中;
(2)随后闭合开关
、________开关
,调节滑动变阻器
,使电压表和电流表的指针偏转到合适的位
置,记录两表的示数
和
然后________开关
,电流表的示数将变小,电压表的示数________(填“变
大”、“变小”或“不变”),调节滑动变阻器
的滑片,使电流表的示数为
,记下此时电压表的示数
,
则此时导电绳的电导
________(电导
为电阻的倒数,用
,
和
表示),并记录此时金属夹
、
间的距离L 和导电绳的横截面积
;
(3)某次用螺旋测微器测量导电绳直径如图丙所示,由图可知其直径
________cm;
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(4)多次拉伸导电绳,重复上面的实验,利用获得的多组数据绘制的
图像如图丁所示,已知图像
斜率为
、纵截距为
,则弹性导电绳的电阻率
________(用含
或
的式子表示)。
【参考答案】 (2) ①. 闭合 ②. 断开 ③. 变大 ④.
(3) ⑤. 0.4700 (4) ⑥. k
【名师解析】
(2)[1][2][3]随后闭合开关
、闭合开关
,调节滑动变阻器
,使电压表和电流表的指针偏转到合适的
位置,记录两表的示数
和
。然后断开开关
,电路中总电阻增大,总电流减小,电流表的示数变小;
内电压变小,所以外电压变大,滑动变阻器电压减小,则电压表读数变大。
[4]根据电路欧姆定律,先闭合开关
、
时
然后断开开关
联立解得此时导电绳的电阻
则此时导电绳的电导
(3)[5]由图可知其直径
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(4)[6]根据题意分析
弹性导电绳的电阻率
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