知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．（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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2．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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3．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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4．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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5．某兴趣小组欲通过测定工业污水（含多种重金属离子）的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准（达标的污水离子浓度低，电阻率大，一般电阻率ρ≥200Ω•m的工业废水即达到排放标准）．如图甲所示为该同学所用盛水容器，其左、右两侧面为金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，左右两侧带有接线柱．容器内表面长a=40cm，宽b=20cm，高c=10cm．将水样注满容器后，进行以下操作：

（1）分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“×100”两档粗测水样的电阻值时，表盘上指针如图乙所示，则所测水样的电阻约为 Ω．（保留二位有效数字）

（2）为更精确地测量所取水样的电阻，该小组从实验室中找到如下实验器材：
A．电流表（量程5mA，R_A=500Ω）
B．电压表（量程15V，R_V约为10kΩ）
C．滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）　
D．电源（12V，内阻约10Ω）
E．开关一只、导线若干
请图丙中完成电路连接．
（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据并把测量的数据描在U-I坐标上（已描点），请你根据实验得到的数据点画出该电阻的U-I图线．
根据图线可得该水样电阻的阻值为 Ω（保留三位有效数字），分析计算后可知，所测水样排放标准（填“达到”或“没达到”）

难度：中等

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6．为了测量一段均匀材料制成的圆柱体的电阻率（电阻在200-250Ω之间），现给定电压表V（量程6V、内阻约为5kΩ）、电流表A（量程30mA、内阻约为40Ω）、滑动变阻器R（0-15Ω）、电源（E=6V）、开关S及导线若干．
（1）设计测量圆柱体电阻R_x的电路图，并画在虚线框内；
（2）如图（a）所示中的6个点分别表示实验中测得的电压表和电流表6组U、I的值，试根据图（a）求出圆柱体电阻R_x=    Ω（结果保留2位有效数字）
（3）用50分度的游标卡尺测得该圆柱体的长度l如图（b）所示，则l=    mm；用螺旋测微计测圆柱体的直径d如图（c）所示，则d=    mm．
（4）由以上数据求出ρ=    （保留两位有效数字）

难度：中等

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7．某同学在测量圆柱体材料电阻率的过程中：
（1）用游标卡尺测得该材料的直径如图1所示，其值为 m．

（2）该同学想用伏安法测该材料的电阻，现有如下器材可供选择：

电流表A（量程0.6A，内阻约0.6Ω）	电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）
待测导体R，（阻值约为0.5Ω），允许通过的最大电流为0.5A	标准电阻R0（阻值5Ω）
滑动变阻器R₁（5Ω，2A）	滑动变阻器R₂（2000Ω，额定电流0.5A）
直流电源E（E=6V，内阻不计）	开关S，导线若干

实验中滑动变阻器应该选择（填“R₁”或“R₂”），并采用接法．
（3）在虚线框中画出实验电路图．

难度：中等

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8．为测量某金属丝的电阻率，小芳同学利用如图甲所示的电路测量金属丝的电阻．已知被测金属丝的总电阻约为20Ω，金属丝装在木板上的a和b两个固定接线柱上．提供的器材有：
电池组E：电动势为3.0V，内阻约1Ω；
电流表A₁：量程0～100mA，内阻约5Ω：；
电流表A₂：量程0～0.6A，内阻约0.2Ω：；
电阻箱R：0～999.9Ω；开关、导线若干．

实验操作步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径如图乙所示，可知直径d=    mm；
（2）为了更精准测量金属丝的长度，小芳在木板上的a、b两个接线柱之间设计了类似十分度游标卡尺的装置，其中主尺的0刻度、游标尺0刻度线与a接线柱对齐，可滑动接线柱c固定在游标尺0刻度线位置上，读出卡尺的读数即为金属丝接入电路的长度．某次测量金属丝的长度如图甲所示，长度L=    mm．
（3）小芳按照如图甲所示连接好电路，她选择的电流表是    （填“A₁”或“A₂”）．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，将接线柱c滑至金属丝上a位置．
（4）闭合开关，接线柱c移至某位置，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏；改变c位置再次调节电阻箱，使电流表满偏．重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的金属丝长度L．用记录的多组数据得到R-L关系如图丙所示，已知该图线的斜率大小为0.2Ω/m，利用上述数据，可计算出金属丝的电阻率ρ=    Ω•m．（结果保留一位有效数字）

难度：中等

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9．（1）在“测定金属丝的电阻率”实验中，先用螺旋测微器测出金属丝的直径，测量示数如图甲所示，则金属丝的直径d=    mm．
（2）待测金属丝的电阻R_x只有几欧姆，现要尽可能准确地测量其阻值，实验室提供了下列器材：
A．电压表V₁（量程3V，内阻约为15kΩ）   B．电压表V₂（量程l5V，内阻约为75kΩ）
c．电流表A₁（量程3A，内阻约为0.2Ω）  D．电流表A₂（量程600mA，内阻为1Ω）
E．滑动变阻器R（0～20Ω）    F．电源（两节干电池）
G．开关和导线若干
①电压表应选    ；电流表应选    ．（填仪器前的字母序号）
②某同学设计了两种测量电路．应选用图乙中的    （填“a”或“b”）为实验电路图，实验开始前，应将滑动变阻器的滑片移至最    （填“左”或“右”）端．
③按你所选择的电路图把图丙中的实物图用导线连接起来．

难度：中等

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10．某同学测定一根金属丝的电阻率．
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径如图中a图所示，则该金属丝的直径为    mm．
（2）在用多用电表粗测其电阻时，将选择开关调到欧姆档“×10”档位并调零，测量时发现指针向右偏转角度太大，这时他应该：
①将选择开关换成欧姆档的    （选填“×100”或“×1”）档．
②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使欧姆表指针指在表盘右端零刻度处，再次测量电阻丝的阻值，其表盘及指针所指位置如图b所示，则此段电阻丝的电阻为    Ω．

难度：中等

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