1、高考物理专题24实验 测定金属电阻率 描绘小灯泡的伏安特性曲线含答案专练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 V1.5 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03 A(内阻0.1 以下)C直流电流表0300 mA(内阻约为5 )D直流电压表015 V(内阻约为15 k)E滑动变阻器“10 2 A”F滑动变阻器“1 k0.5 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
2、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IU图线序号电压/V电流/A10.000.0020.400.0230.800.0541.200.1251.600.2062.000.317
3、2.400.44(5)为了求元件Q在IU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/V00.200.400.600.801.00I/A00.120.210.290.340.38U/V1.201.401.601.802.002.20I/A0.410.460.480.490.50(1)当U1.40 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
4、V，内阻约为2 k)；电流表(量程0.6 A，内阻约为0.2 )；滑动变阻器(05 ，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UI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 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 V0.6 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 )；电流表(量程为0250 mA，内阻约5 )；电压表(量程为03 V，内阻约3 k)；开关一个、导线若干(
5、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 ， 额定电流1 A)B滑动变阻器(最大阻值1 750 ，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 的定值电阻R串联，接在电动势为1.5 V、内阻为1 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00.6 A，内阻为1 )C电压表V(
6、量程为03 V，内阻未知)D滑动变阻器(010 ，额定电流为1 A)E滑动变阻器(05 ，额定电流为0.5 A)F电源(E3 V，内阻不计)G定值电阻R0(阻值为6 )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/A0.050.100.150.200.25U/V0.080.150.250.400.
7、60U灯/VI/A0.300.350.400.450.48U/V0.901.301.852.503.00U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
8、的关系式为_.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12 N，长约为30 cm，电阻约为10 .已知这种金属的电阻率为，密度为0.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(0600 mA,1.0 )D电流表(03 A,0.1 )E电压表(03 V,6 k)F滑动变阻器(020 ，0.5 A)G滑动变阻器(010 k，2 A)H蓄电池(6 V,0.05 )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
9、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L0.700 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 k)电流表G(量程300 A，内阻约50 )滑动变阻器(最大阻值10 ，额定电流1 A)电池组(电动势E12 V，内阻r6 )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
10、璃管的内径，结果如图乙所示U/V01.03.05.07.09.011.0I/A02265109155175240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UI图象，根据图象求出电阻R_(保留两位有效数字)；(3)计算导电溶液的电阻率表达式是_(用R、d、L表示)，测量值为_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
11、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/V00.400.600.801.001.201.501.60I/A00.200.450.801.251.802.813.20(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R12 时，电流表的读数为1.25 A；当电阻R的阻值为R23.6 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
12、为_.(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IU图像如图乙中的图线，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IU图像
13、如图乙中的图线.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(课标)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 )，滑动变阻器R1(最大阻值50 )，滑动变阻器R2(最大阻值5 k)，直流电源E(电动势3 V)，开关1个，导线若干实验步骤如下：按电路原理图(a)连接线路；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；调节滑
14、动变阻器，使电压表满偏；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)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ，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_ (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)A100 A B250 AC500 A D1 mA2(课标)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
15、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RV，与电压表内阻的真实值RV相比，RV_RV(填“”、“”或“”)，主要理由是_3(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
16、选用的器材除开关、导线外，还有：电压表V1(量程03 V，内阻等于3 k)电压表V2(量程015 V，内阻等于15 k)电流表A1(量程0200 mA，内阻等于10 )电流表A2(量程03 A，内阻等于0.1 )滑动变阻器R1(010 ，额定电流2 A)滑动变阻器R2(01 k，额定电流0.5 A)定值电阻R3(阻值等于1 )定值电阻R4(阻值等于10 )定值电阻R5(阻值等于1 k)电源E(E6 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IU图象应是下图中的_4(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 k的电压
17、表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 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 .(1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接_(填“a”或“b”)、导线连接_(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_ .U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(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连接a，连接c B连接a，连接dC连接b，连接c D连接b，连接d5(广东理综
18、)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 k)、电流表(内阻约为1 )、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_.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UI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R21 的定值电阻，测量待测电池的电动
19、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_(结果均保留两位有效数字，视电压表为理想电压表)6(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0B阻值先不变，后阶段变小C阻值恒定且远大于R2D阻值先不变，后阶段变大(2)根据元件
20、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iu线如图乙中OC所示，当D的负极接高电势时，其iu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E9 V，电表满偏电流Ig3 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_；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_.7(河南八市质检)为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的
21、电阻率，提供的器材有：A电流表G，内阻Rg120 ，满偏电流Ig6 mAB电压表V，量程为06 VC螺旋测微器，毫米刻度尺D电阻箱R0(099.99 )E滑动变阻器R(最大阻值为5 )F电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 )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00.6 A的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为R0_.(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
22、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_.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 ，反向电阻约为50 k，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
23、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 k，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：50 A，内阻约为100 ；50 mA，内阻约为50 ；250 mA，内阻约为10 .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“”、“”或“”)，单刀双掷开关S2应拨向接点_(填“5”或“6”)9(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 ，
24、然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U1.5 VB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UI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 k)B电流表A1(量程1 500 mA，内阻约0.02 )C电流表A2(量程500 mA，内阻约0.6 )D滑动变阻器R1(010 )E滑动变阻器R2(0100 )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
25、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1234567U/V0.200.601.001.401.802.202.70I/mA80155195227255279310请你根据表中实验数据在图乙中作出灯泡的UI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1
26、6 V)，定值电阻R1.(阻值未知)，定值电阻R2150 ，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次用多用电表的“10”挡测量电阻R1，指针偏转如图甲所示将电阻R1等器材按照图乙正确连接电路，将开关S与1端连接，电源向电容器充电将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的it曲线如图丙中的实线a所示第2次用电阻R2替换R1，重复上述实验步骤，测得电流随时间变化的it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_ .(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it曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mAs，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it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 ，故
