针对训练07 实验《决定导线电阻的因素》（原卷版）

实验：决定导线电阻的因素针对训练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1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520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约为_（填选项前的序号）。A1102 m B1103 m C1106 m D1108 m2某同学为了测量电流表A1内阻的精确值,提供如下器材：电流表A1（量程300 mA,内阻约为5 ）；电流表A2（量程600 mA,内阻约为1 ）；电压表V（量程15 V,内阻约为3 k）；滑动变阻器R1（010 ,额定电流为1 A）；滑动变阻器R2（0250 ,额定电流为0.01 A）；电源E（电动势3 V,内阻较小）；定值定阻R0（5 ）；导线、开关若干。（1）要求待测电流表A1的示数从零开始变化,且多测几组数据,尽可能减小误差。以上给定的器材中滑动变阻器应选_。请在虚线框内画出测量用的电路原理图,并在图中标出所选仪器的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则r1的表达式为r1_。（3）上式中各符号的物理意义是_。3为了更准确地测量某电压表的内阻RV（RV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”）。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R,若电阻丝直径为d,则电阻率_。5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）0.100.200.300.400.500.60I（A）0.490.430.380.330.310.28（A1）2.042.332.633.033.233.57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k_（用题中字母表示）,由图线求得电阻丝的电阻率为_ m（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）。6小明对2B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_ 。7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R3,0200 ；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_。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 V40 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。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（2） 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,RV_RV（填“”、“”或“”）,主要理由是_。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）。12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“A2”）,乙表选用_（选填“A1”或“A2”）。（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,A1的读数为I1,A2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 13某同学欲测量一卷粗细均匀、阻值约为100 的金属漆包线的长度,备选器材如下：A量程为5 mA、内阻r150 的电流表A1B量程为0.6 A、内阻r20.2 的电流表A2C量程为6 V、内阻r3约为15 k的电压表VD最大阻值为15 、最大允许电流为2 A的滑动变阻器E定值电阻R15 F电动势E6 V、内阻很小的直流电源G开关一个、导线若干H螺旋测微器（1）已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为,若金属丝的电阻用R表示,直径用d表示,则这一卷漆包线的长度l_。（2）该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示,则螺旋测微器的示数d_ mm。（3）为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻,电流表应选用_（选填“A”或“B”）,请在图乙方框中画出实验原理电路图。（4）若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆,这会使实验测得该漆包线的长度与真实值相比_（选填“偏大”或“偏小”）。14要测量某种合金的电阻率 （1）若合金丝长度为l,直径为D,阻值为R,则其电阻率_。用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示,读数为_ mm。（2）图乙是测量合金丝阻值的原理图,S2是单刀双掷开关根据原理图在图丙中将实物连线补充完整（3）闭合S1,当S2处于位置a时,电压表和电流表的示数分别为U11.35 V,I10.30 A；当S2处于位置b时,电压表和电流表的示数分别为U20.92 V,I20.32 A根据以上测量数据判断,当S2处于位置_（选填“a”或“b”）时,测量相对准确,测量值Rx_ 。（结果保留两位有效数字）15为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30 ）,有以下一些器材可供选择。电流表A1（量程050 mA,内阻约10 ）；电流表A2（量程03 A,内阻约0.12 ）；电压表V1（量程03 V,内阻很大）； 电压表V2（量程015 V,内阻很大）；电源E（电动势约为3 V,内阻约为0.2 ）；定值电阻R（20 ,允许最大电流1.0 A）；滑动变阻器R1（010 ,允许最大电流2.0 A）；滑动变阻器R2（01 k,允许最大电流0.5 A）； 单刀单掷开关S一个,导线若干。（1）电流表应选_,电压表应选_,滑动变阻器应选_。（填字母代号）（2）请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图。（要求所测量范围尽可能大）（3）某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx_。16某同学通过实验测量一种合金的电阻率。（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图1所示的部件_（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为_mm。（2）图2所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出。合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化。由此可以推断：电路中_（选填图中表示接线柱的数字）之间出现了_（选填“短路”或“断路”）。 （3）在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V和38 mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 。为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进？请写出两条建议。17某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中：（1）小组同学正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示,则它们的读数值依次是_ mm、_ A、_ V. （2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为010 ,电流表内阻约几欧,电压表内阻约几十千欧,电源为干电池组（不宜在长时间、大功率状况下使用）,电动势E4.5 V,内阻较小。则A、B两电路图中,_（选填字母代号）电路为本次实验应当采用的较好电路,但用此电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏_（选填“大”或“小”）。（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA2.0 ,那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是A、B两电路图中的_（选填字母代号）电路使用该电路实验时,电流表示数为I,电压表示数为U,则金属丝电阻Rx_（ 用题中字母代号表示）。18某同学为“探究决定电阻丝电阻的因素”,设计了如图所示电路,电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,保护电阻R04.0 ,电源的电动势E3.0 V,电流表内阻忽略不计,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）0.100.200.300.400.500.60I（A）0.490.430.380.330.310.28（A1）2.042.332.633.033.233.57将表中数据描在x坐标纸中,如图所示。请作出其关系图线,图线斜率的表达式k_（用题中字母表示）,由图线求得电阻丝的电阻率_ m（保留两位有效数字）。根据图中x关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的内阻为r_ （保留两位有效数字）。19某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图（a）和图（b）所示,长度为_ cm,直径为_ mm。（2）按图（c）连接电路后,实验操作如下：（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最_（填“大”或“小”）,将S2拨向接点2；保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1 280 ；（3）由此可知,圆柱体的电阻为_ 。20现在要测量一段电阻丝的电阻率,其阻值Rx0.5 ,允许通过的最大电流为0.5 A。现有如下器材可供选择：电流表A（量程0.6 A,内阻约为0.6 ）电压表V（量程3 V,内阻约为3 k）待测的电阻丝Rx（阻值约为0。5 ）标准电阻R0（阻值5 ）滑动变阻器R1（5 ,2 A）滑动变阻器R2（200 ,1.5 A）直流电源E（E6 V,内阻不计）开关S、导线若干（1）图甲为四位同学分别设计的“测量部分”的电路,你认为合理的是_。（2）实验中滑动变阻器应该选择_（选填“R1”或“R2”）,并采用_接法。（3）根据你在（1）、（2）中的选择,在图乙上完成实验电路的连接。（4）某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻丝的电阻率的表达式为_。（5）用螺旋测微器测量电阻丝的直径,其中某一次测量结果如丙图所示,其读数应为_。知识改变命运18