知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．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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2．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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3．某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：

（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为    mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图所示，可在其直径为    mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”档，按正确的操作步骤测此圆柱的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为    Ω，他还需要换挡重新测量吗？    （填“需要”或“不需要”）
（4）不更精确地测量其电阻，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱电阻R
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
电流表A₁（量程0～3mA，内阻约50Ω）
电流表A₂（量程0～15mA，内阻约30Ω）
电压表V₁（量程0～3V，内阻约10kΩ）
电压表V₂（量程0～15V，内阻约25kΩ）
滑动变阻器R₁（范围0～15Ω）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2kΩ）
开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电流表应选用    ，电压表应选用    ，滑动变阻器应先用    ．
（5）请在图中补充连线完成本实验．

难度：中等

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4．某同学要测量仪电流表A（量程300μA）内部通电小球导线的电阻率ρ，实验步骤如下：

（1）用米尺测量通电小球导线的长度L；
（2）用螺旋测微器测量其直径为D；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此电流表A的电阻，表盘的示数如图1，则该电表的内阻约为 Ω；
（4）现要精确测量此电流表A的内阻r₁，给定器材有：
ⅰ．待测电流表A（量程300μA）
ⅱ．电压表V（量程3V，内阻r₂=1kΩ）
ⅲ．电源E（电动势4V，内阻忽略不计）
ⅳ．定值电阻R₁=20Ω
ⅴ．滑动变阻器R₂（阻值范围0～20Ω，允许通过的最大电流0.5A）
ⅵ．电键S一个，导线若干
要求测量时两电表的指针的偏转均超过其量程的一半．
a．在框中画出电路原理图2．
b．电路接通后，测得电压表的读数为U，电流表的读数为I，用已知和测得的物理量表示电流表内阻r₁= ．

难度：中等

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5．（2016•衡水模拟）国标规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω•m．为测量15℃时自来水的电阻率和电源的电动势与内阻，某物理兴趣小组设计了如图所示的实验电路．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，玻璃管两端接有电阻可忽略不计的导电活塞，左活塞固定，右活塞可自由移动．图中R₀为定值电阻，R为电阻箱，A为理想电流表，S为单刀双掷开关，E为待测电源，此外实验中还备有游标卡尺和刻度尺．兴趣小组的实验步骤如下：
①用游标卡尺测量玻璃管的内径d；
②向玻璃管内注满自来水，用刻度尺测量水柱长度，把S拨到1位置，记录电流表示数I；
③把S拨到2位置调节电阻箱阻值，使电流表示数也为I，记录电阻箱的阻值R；
④改变水柱长度，重复实验步骤②③，读出电阻箱示数R；
⑤把S拨到2位置不变，改变电阻箱的阻值R读取对应的电流值I；
⑥断开S，整理好器材．
（1）以电阻箱示数R为纵轴，用对应水柱长度为横轴作出一条直线．若直线的斜率为k，则玻璃管内水柱电阻率的表达式为ρ=    ．
（2）把S拨到2位置不变时，为测量电源的电动势和内阻，采用图象处理实验数据，宜绘制出    关系图象，处理较为简单．
（3）实际的电流表有一定的内阻，在本实验中它对测量结果的影响分别是使水柱电阻率的测量值    ；使电源电动势的测量值    ；使电源内阻的测量值    ．（填“偏大”“偏小”或“无变化”）

难度：中等

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6．小华用图甲所示电路测量某种合金丝的电阻率，实验中电源的电动势E=3.0V，内阻r=0.2Ω．改变合金丝接入电路的长度L，测得相应的电流I如表：
次数 1 2 3 4 5
合金丝的长度L/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
电流表读数I/A 0.59 0.51 0.41 0.38 0.33
电流的倒数
1
I
/A^-1 1.69 1.96 2.44 2.63 3.00
（1）如图乙所示，合金丝的直径为    mm；
（2）用表中数据在图丙中画出电流的倒数与合金丝长度的关系图象，合金丝电阻率为    ．（结果保留一位有效数字）

（3）实验中使用的电流表A是由一只内阻R_g=30Ω、满偏电流I_g=1mA电流表G改装的．在图丁中虚线框内画出电流表A 0～0.6A量程的内部电路图，其内阻为    Ω

难度：中等

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7．荆州南湖机械厂某产品检测中心欲检测本厂生产绝缘圆筒上金属镀膜厚度是否符合产品要求，由于镀膜很薄，难以直接测量其厚度，现采用以下实验方案：
第一步，选取一个待检圆筒，用电阻不计的铜丝绕制两个与膜接触良好的导体环，固定在圆筒两端如图1所示；
第二步，由游标卡尺测量其外径为D，用米尺测量接入两环之间圆筒的长度L；
第三步，用多用电表的欧姆档测量其金属膜导体的电阻，选择“×10”挡，读数如图2所示，则R的读数为
第四步，为了更精确测量其圆筒金属膜的电阻R，从而达到测量膜的厚度的目的，检测中心备有如下器材：
电流表A₁（量程0～3A，内阻约0.06Ω）；
电流表A₂（量程0～10mA，内阻约1.0Ω）；
电压表V₁（量程0～3V，内阻约3.0kΩ）；
电压表V₂（量程0～15V，内阻约15kΩ）；
直流电源E（干电池2节串联，内阻很小）；
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）；
滑动变阻器R₂（阻值范围0～1750Ω，允许通过的最大电流0.01A）；
开关S及导线若干．

（1）在上述所给器材中，电流表应选    ，电压表应选    ，滑动变阻器应选    ．
（2）请你在如图3方框中画出精确测量圆筒金属膜电阻的电路图．
（3）在检测中心查得该金属膜材料的电阻率ρ，则膜的厚度d=    （用题中所给的字母表示，由于d＜＜D，在计算膜的橫截面积时，可认为膜的内周长等于外周长）

难度：中等

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8．现要测定一段粗细均匀、电阻约为60Ω的合金丝的电阻率，若已测得其长度，要尽量精确的测量其电阻值R，器材有：
电池组（电动势3.0V，内阻约1Ω）；
电流表（量程0～100mA，内阻约0.5Ω）；
电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）；
滑动变阻器R₁（0～10Ω，允许最大电流2.0A）；
滑动变阻器R₂（0～500Ω，允许最大电流0.5A）；
电键一个、导线若干．
①以上器材中，所用的滑动变阻器应选    ．（填“R₁”或“R₂”）

②用螺旋测微器测量合金丝直径时的刻度位置如图甲所示，读数为    mm．
③如图乙所示是测量合金丝电阻的电路，闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应移到    ．（填“最左端”或“最右端”）
④闭合开关后，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电压表示数变化明显，但电流表示数始终几乎为零，由此可以推断：电路中    （填“1、2、3”或“4、5、6”或“6、7、8”）之间出现了    ．（填“短路”或“断路”）
⑤在电路故障被排除后，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，对实验应改进的是    ．
A．电流表连接方式改为内接法
B．滑动变阻器连接方式改为限流式．

难度：中等

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9．如图1所示，为一段粗细均匀的圆柱形新型导电材料棒，阻值约为1kΩ，现测量该材料的电阻率．
（1）分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的直径和长度，某次测量的示数如图2甲和图乙所示，直径为    mm，长度为    cm．

（2）在下列器材中选用合适器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻，应选    （填序号）．
A．电流表A₁：量程为10mA，内阻约为10Ω
B．电流表A₂：量程为3A，内阻约为0.1Ω
C．电压表V₁：量程为15V，内阻约为30kΩ
D．电压表V₂：量程为6V，内阻约为15kΩ
E．滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1A
F．低压直流电源：电压6V，内阻忽略
G．电键K，导线若干
（3）请在图3虚线框中画出完整的实验电路图．
（4）由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值    R_x的真实值．（填“＞”“＜”或“=”）
（5）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为D，则该材料的电阻率ρ=    （用测出的物理量的符号表示）

难度：中等

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10．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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