知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．某同学为测定金属丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R₀=4.0Ω，电源的电动势E=3.0V，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，实验数据如表所示：
x（m） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
I（A） 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28

1
I
（A^-1） 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57

①将表中数据描在
1
I
-x坐标纸中，如图丙所示，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ρ=    Ω•m（保留两位有效数字）．
②根据图丙中
1
I
-x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r=    Ω（保留两位有效数字）．

难度：中等

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2．（2016•洛阳模拟）某同学通过实验测量金属丝的电阻率，现有的器材规格如下：
A．待测金属丝电阻R_x（大约100Ω），长度为L
B．直流电流表A₁（量程0〜100mA，内阻约10Ω）
C．直流电流表A₂（量程0〜0.6A，内阻约4Ω）
D．直流电压表V（量程0〜2V，内阻为3kΩ）
E．定值电阻R₀=6kΩ．
F．直流电源（输出电压6V，内阻不计）
G．滑动变阻器R（阻值范围0〜5Ω，允许最大电流2A）
H．开关一个、导线若干
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径山示数如图1所示，读数为    mm．
（2）根据器材的规格和实验要求，为了减小测量误差，直流电流表应选    （填选项前的字母）
（3）在图2的方框内画出实验电路图（要求电压和电流的变化范围尽可能大一些）．
（4）某次测量中，电流表的读数为I，电压表的读数为U，则该金属丝的电阻率表达式为ρ=    （用题中所给物理量的字母表示并忽略电表内阻的影响）．

难度：中等

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3．国标（GB/T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω•m．某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动．实验器材还有：电源（电动势约为3V，内阻可忽略），电压表V₁（量程为3V，内阻很大），电压表V₂（量程为3V，内阻很大），定值电阻R₁（阻值4kΩ），定值电阻R₂（阻值2kΩ），电阻箱R（最大阻值9 999Ω），单刀双掷开关S，导线若干，游标卡尺，刻度尺．
实验步骤如下：

A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；
B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；
C．把S拨到1位置，记录电压表V₁示数；
D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V₂示数与电压表V₁示数相同，记录电阻箱的阻值R；
E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；
F．断开S，整理好器材．
（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，
则d=    mm．
（2）玻璃管内水柱的电阻R_x的表达式为：R_x=    （用R₁、R₂、R表示）．
（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的R-
1
L
关系图象．自来水的电阻率ρ=    Ω•m（保留两位有效数字）．
（4）本实验中若电压表V₁内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将    （填“偏大”“不变”或“偏小”）．

难度：中等

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4． C•S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现，当受到应力作用时电阻率发生变化．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”．压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器，把力学量转换成电信号，半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门．某兴趣小组在研究某长薄板电阻R_x的压阻效应时，找到了如图所示器材（已知R_x的阻值变化范围大约为几欧到几十欧）：

A．电源E（3V，内阻约为1Ω）
B．电流表A₁（0.6A，内阻r₁=5Ω）
C．电流表A₂（0.6A，内阻r₂约为1Ω）
D．开关S，定值电阻R₀
（1）为了比较准确地测量电阻R_x的阻值，请根据所给器材画出合理的实物连接图（部分导线已画出，电表A₁、A₂已标出）；
（2）在电阻R_x上加一个竖直向下的力F时，闭合开关S，A₁的示数为I₁，A₂的示数为I₂，则R_x= （用字母表示）；
（3）R_x与压力F的关系如图l所示，某次测量时电表A₁、A₂的示数分别如图2、图3所示，则这时加在薄板电阻R_x上的压力为 N．

难度：中等

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5．在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中．金属导体a、b、c、d在长度、横截面、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同．某同学设计了如图所示的三种方案：

（1）在上述三种方案中，    （填“方案1”、“方案2“或“方案3”）不需要得出电阻的具体数值，能够直接定量探究导体电阻与其影响因素的关系；
（2）用多用电×1欧姆档粗测导体a的阻值，指针位置如图所示，则阻值为    Ω．
（3）上述方案中的滑动变阻器均采用限流式，现有两个滑动变阻器：R₁：0～20Ω；R₂：0～2kΩ，实验时应选用    ．（填“R₁”或“R₂”）
（4）利用方案2，测得金属导体d的有关数据：长度100.00cm，直径0.25mm，电压2.42V，电流0.23A，则其电阻率为    ．（保留两位有效数字，不要漏写单位）

难度：中等

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6．某同学要测量额定电压为3V的某圆柱体电阻R的电阻率ρ．

（1）用游标卡尺测量其长度，如图1所示，则其长度L= mm．
（2）为精确测量R的阻值，该同学先用电表粗测其电阻约为150Ω．
再进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：
A．灵敏电流计G（量程200μA，内阻100Ω）
B．电流表（量程3A，内阻约0.3Ω）
C．电压表（量程3V，内阻约3kΩ）
D．电压表（量程l5V，内阻约5kΩ）
E．滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω）
F．最大阻值为99.99Ω的电阻箱R₂
以及电源E（电动势4V，内阻可忽略）、电键、导线若干，
为了提高测量精确度并且使电阻R两端电压调节范围尽可能大，除电源、滑动变阻器R₁、电键、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有．（只要一项不全或不正确则得0分）．
（3）请在如图2方框中画出你设计的电路图．

难度：中等

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7．导电玻璃是制造LCD的主要材料之一．为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取长度L=25.00cm的圆柱体导电玻璃进行实验，主要步骤如下，完成下列填空：

（1）首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图（a）所示，则直径d= mm；
（2）然后用欧姆表粗测该导电玻璃的电阻R_x，发现其电阻约12.0Ω；
（3）为精确测量R_x的阻值，该小组设计了图（b）的实验电路．可供使用的主要器材有：

器材	规格
电源	电动势4.5 V．内阻约1Ω
定值电阻R₀	阻值为20Ω
电压表V₁	量程3V，内阻约3kΩ
电压表V₂	量程15V，内阻约15kΩ
电流表A₁	量程200mA，内阻约1.5Ω
电流表A₂	量程0.6A，内阻约0.5Ω
滑动变阻器R₁	阻值范围0～1kΩ
滑动变阻器R₂	阻值范围0～20Ω

①图中电压表应选用    ；电流表应选用    ；滑动变阻器应选用    ；（填器材代号）
②该小组进行了如下操作：
a．将滑动变阻器的滑片移到最右端，将S₁拨到位置1，闭合S₂，调节变阻器使电流表和电压表的示数尽可能大，稳定后读出电流表和电压表的示数分别为0.185A和2.59V；
b．将滑动变阻器的滑片移到最右端，将S₁拨到位置2，调整滑动变阻器使电流表和电压表的示数尽可能大，稳定后读出电流表和电压表的示数分别为0.125A和2.65V；
c．将滑动变阻器的滑片移到最右端，断开S₂．
可求得R_x=    Ω．
（4）由以上实验可求得，该导电玻璃电阻率的值ρ=    Ω•m．

难度：较易

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8．某同学在学完“测量金属丝的电阻率”实验后，找到一个圆柱状导体材料，想利用实验测量其电阻率，利用游标卡尺和螺旋测微器分别测量该导体的长度和粗细．

（1）用螺旋测微器测截面直径如图甲所示，则该材料的直径为     mm；利用20分度的游标卡尺测量长度如图乙所示，但该游标卡尺的游标尺前面部分刻度值被污渍覆盖看不清，该材料长度为     cm．
（2）在本实验中，为了减小电流表和电压表内阻引起的系统误差，采用了如图所示的电路：
测电阻过程中，首先，闭合电键S₁，将电键S₂接2，调节滑动变阻器R_P和R，使电压表读数尽量接近满量程，读出这时电压表和电流表的示数U₁、I₁；然后，将电键 S₂接1，读出这时电压表和电流表的示数U₂、I₂．则待测材料的电阻可以表示为    ．
（3）若本实验中，测得金属的长度为L，直径为D，电阻为R_x，则该金属电阻率的表达式为    ．

难度：中等

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9．（2015秋•淮安校级月考）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50cm．
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某次测量结果如图1所示，其读数为    （该值接近多次测量的平均值）．
（2）用伏安法测金属丝的电阻R_x．实验所用器材为：电池组（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器（0～20Ω，额定电流2A），开关、导线若干．
某小组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 7
U/V 0.10 0.30 0.70 1.00 1.50 1.70 2.30
I/A 0.020 0.060 0.160 0.220 0.340 0.460 0.520
根据表中数据分析可知，他们在将滑动变阻器接入电路时采用的是    接法（填“限流式”或“分压式”），为减小误差，将电流表接入电路时，宜采用    接法（填“内”或“外”）；图乙是他们在测量R_X时的实验器材实物图，请根据你以上的正确判断，补充完成图中实物间的连线．
（3）根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为    ．
A、1×10^-2Ω•m   B、1×10^-3Ω•m    C、1×10^-4Ω•m   D、1×10^-5Ω•m．

难度：中等

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10．某同学做“测定金属电阻率”的实验
（1）首先用刻度尺测出该电阻丝的有效长度L如图甲，读数为    cm
（2）接着用螺旋测微器测得该金属丝的直径d为    mm

（3）最后用伏安法测量金属丝的电阻，实验前先用欧姆表粗测其电阻，首先将选择开关放在×10档，接着进行的操作是    ，实验时发现指针偏转角度太大．之后该学生进行正确的操作，指针指示如图丙所示，读数为    ．
（4）该实验测金属丝的电阻有以下器材可供选择：（要求测量结果尽量准确）
A．电池组（3V，内阻约1Ω）；
B．电流表A₁（0～3A，内阻约0.025Ω）
C．电流表A₂（0～0.6A，内阻约0.125Ω）
D．灵敏电流表G（满偏电流100μA，内阻100Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～20Ω，额定电流1A）
F．滑动变阻器R₂（0～100Ω，额定电流0.3A）
G．开关、导线H．待测电阻R_xI．电阻箱
①由于没有提供电压表，现将灵敏电流表改装成一个量程为3V的电压表，需要    （填“串联”或“并联”）一个电阻的阻值为
②实验时应选用的电流表为    ；滑动变阻器为    （填仪器前面的字母）
③请帮助该同学设计电路图并连接相应的实物图．
（a）根据选用的器材在下面的虚线框中画出电路图，其中改装的电压表直接用V表示；
（b）按电路图在实物图中连接导线，要求实验开始滑动变阻器的滑片处于最右端；

（c）这位同学在其中一次测量过程中，电流表、电压表的示数如图所示．由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为    Ω，该测量值    真实值（填“大于”、“小于”或“等于”），该误差是由于    造成的．

（5）用L、d、U、I表示该金属丝的电阻率ρ=
（6）另一位同学直接将一个滑动变阻器R₁与电池组串联，想研究电池组的输出功率P随路端电压U、总电流I变化的关系．实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电池组的输出功率P会发生变化，图中的各示意图中正确反映P-U或P-I关系正确的是

（7）针对本实验中改装后的电压表一般都要与标准电压表进行校对．现有灵敏电流计和电阻箱，再给你提供一个量程合适的标准电压表V₀，一个4V的电池组E，一个最大阻值为1kΩ的滑动变阻器R，开关S及若干导线，请在方框内设计合适的校对电路图，要求电压从零开始校对，并根据电路图连接实物图

难度：较难

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次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.020	0.060	0.160	0.220	0.340	0.460	0.520