高三高考物理专题决定导线电阻的因素 强化练习卷.docx
《高三高考物理专题决定导线电阻的因素 强化练习卷.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三高考物理专题决定导线电阻的因素 强化练习卷.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高三高考物理专题决定导线电阻的因素强化练习卷
决定导线电阻的因素
1.（2019·江苏南京、盐城高三第二次模拟）某同学欲测量一卷粗细均匀的、阻值约为100Ω的金属漆包线的长度，备选器材如下：
A.量程为5mA、内阻r1＝50Ω的电流表A1
B.量程为0.6A、内阻r2＝0.2Ω的电流表A2
C.量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表V
D.最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器
E.定值电阻R1＝5Ω
F.电动势E＝6V、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ρ，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1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”），请在方框中画出实验原理电路图。
图1
（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”）。
解析
（1）由电阻定律可知，电阻丝的电阻：
R＝ρ
＝
，L＝
。
（2）由图示螺旋测微器可知，其示数为：
0.5mm＋10.0×0.01mm＝0.600mm。
（3）通过电阻丝的最大电流约为：
I＝
＝
＝0.06A＝60mA，电流表应选择A；通过分流电阻的最大电流约为：
60mA－5mA＝55mA，定值电阻阻值应远小于电流表内阻，则定值电阻应选择E。
滑动变阻器阻值较小，应采用分压电路；由于电流表内阻已知，应采用电流表内接法。
电路如图所示。
（4）没有去除漆包线表面的绝缘漆，d偏大，L值偏大。
答案
（1）
（2）0.600 （3）A 电路图见解析
（4）偏大
2.（2018·苏锡常镇三模）为了测定一段由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Rx的电路图，并画在虚线框内。
图2
（2）如图2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3求出圆柱体电阻Rx＝________Ω（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3a所示，则l＝________mm；用螺旋测微器测圆柱体的直径d如图b所示，则d＝________mm。
（4）由以上数据求出ρ＝________（保留2位有效数字）。
图3
解析
（1）圆柱体的电阻为200～250Ω，电压表内阻约5kΩ，电流表内阻约为
40Ω，Rx<
，用外接法，滑动变阻器的阻值在0～15Ω，若采用限流式，电压表变化范围很小，所以采用分压式电路。
（2）描点作图，使尽量多的点落在直线上，其余的点均匀地分布在直线两侧，所以第二个点舍弃，由作出的图象得出Rx＝
＝2.3×102Ω。
（3）l＝11mm＋0.02×4mm＝11.08mm，d＝1.5mm＋0.01×49.8mm＝1.998mm。
（4）R＝ρ
，其中截面积S＝
，电阻率ρ＝
＝6.5×10－2Ω·m。
答案
（1）见解析图
（2）2.3×102 （3）11.08
1.998（±0.002） （4）6.5×10－2Ω·m
3.（2019·江阴第一中学模拟）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的直径和电阻。
试分析下列问题：
（1）现用螺旋测微器测量该圆柱体直径，某次测量的示数如图4甲所示，则该圆柱体的直径为D＝________mm。
（2）然后该同学利用多用电表粗测该圆柱体的电阻，选用“×1”挡，测量结果如图乙所示，则此次测量结果为R＝________Ω。
图4
（3）为了较为精确地得到该金属圆柱体的电阻，他设计了如图丙所示的电路原理图，实验步骤如下，请将该同学步骤中所缺的内容填写完整：
①先将开关S2断开，闭合开关S1，再将开关S2打向a处，待电流表读数稳定后读出电流表的示数。
某次实验中电流表的示数如图5甲所示，则此次电流表的示数为I＝________A。
②然后又将开关S2打向b处，调节电阻箱，________________________，电阻箱此时的示数如图乙所示，则电阻箱此时的阻值为R1＝________Ω。
③被测电阻Rx的阻值Rx＝________Ω。
图5
解析
（1）螺旋测微器的主尺读数为5mm，可动刻度与主尺对齐个数为31.5（格），读数为0.315mm，则螺旋测微器读数为5mm＋0.315mm＝5.315mm。
（2）欧姆表读数R＝13Ω
（3）①电流表量程为0.6A，则电流表的读数为I＝0.30A。
②电阻箱的读数为R1＝14.0Ω。
③此实验的原理是采用等效替代法，若开关S2接a时与开关S2接b时电流表的读数相同，说明Rx的阻值与R1的阻值相同。
因此根据等效替代的原理知Rx＝
14.0Ω。
答案
（1）5.315
（2）13 （3）①0.30 ②使电流表读数与S2打向a时相同 14.0 ③14.0
4.（2018·江苏省扬州市高三第一次模拟考试）在家庭电路中，所选导线的横截面积应与家用电器的总功率相适应，以确保用电安全。
下表中是几种常见铜导线的安全载流量（即长时间通电的最大安全电流）。
小刚家计划安装一台6.6kW的即热式电热水器。
导线
横截面积S/mm2
安全载流量I/A
A
2.5
28
B
4
37
C
10
68
（1）从既安全又经济的角度考虑，应选用的导线是________（填写代号）。
（2）家里有一捆已经使用过的铜导线，横截面积为2.5mm2，小刚想通过实验测定其长度。
他将这捆导线与R0＝4Ω的定值电阻串联，先用欧姆表粗测其总电阻约为4.9Ω，再用伏安法进一步精确测量，要求测量范围尽可能大些。
（已知实验所用的电压表内阻约为9kΩ，电流表内阻约为0.2Ω，铜的电阻率为1.7×10－8Ω·m）
图6
①请在图6甲中用笔画线代替导线完成电路的连接。
②调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A时，如图乙所示，电压表的读数为________V。
通过计算可知导线长度约为________m（计算结果保留2位有效数字）。
③用以上电路测得的导线的电阻值跟真实值相比，R测________（填“>”“＝”或“<”）R真。
解析
（1）家庭电路的电压为220V，则电热水器正常工作时的电流为
＝
30A，应选用导线B。
（2）①要求测量范围尽可能大些，滑动变阻器采用分压式。
根据
＝
Ω>4.9Ω，得出小电阻采用电流表外接法。
②电压表一小格刻度为0.1V，读数到0.01V，电压表读数为2.30V。
根据欧姆定律得出导线与R0的总电阻为
Ω＝4.60Ω，则导线的电阻为0.60Ω。
根据
R＝ρ
得出L＝
＝
m≈88m。
③由于电压表分流的影响，流过电阻的电流比电流表示数小，故导线的测量值小于真实值。
答案
（1）B
（2）①见解析 ②2.30 88 ③<
5.有一根粗细均匀的空心导体棒如图7a所示，截面为同心圆环（如图b），其电阻约为100Ω，这种材料的电阻率为ρ。
某同学用以下器材测量该导体棒的内径：
图7
A.20分度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1（量程50mA，内阻R1＝100Ω）
D.电流表A2（量程100mA，内阻R2约40Ω）
E.滑动变阻器R（0～10Ω）
F.直流电源E
G.导电材料样品Rx
H.开关一只，导线若干
（1）用游标卡尺测量导体棒长度如图8甲，示数L＝______mm；用螺旋测微器测量其外径如图乙，示数D＝______mm。
（2）图丙是实验原理图，请在丁图中完成线路连接。
图8
（3）闭合开关S，调节滑动变阻器，记录电流表A1的读数I1和电流表A2的读数I2，则导体管的内径d＝________。
（用已知量和测量量的符号来表示）
解析
（1）用游标卡尺测量导体棒长度示数L＝10cm＋0.05mm×10＝
100.50mm；用螺旋测微器测量其外径示数D＝3.5mm＋0.01mm×0.3＝
3.503mm。
（2）电路如图。
（3）由图可知Rx＝
，由电阻定律可得
Rx＝ρ
，
联立解得d＝
。
答案
（1）100.50 3.503
（2）电路如解析图所示
（3）
6.（2018·江苏省南京市、盐城市、连云港市高三第二次模拟）有一只量程为3V的电压表，内阻约为5～8kΩ，某同学要精确地测量该电压表的内阻，设计的测量电路如图9甲所示，其中R2为最大电阻9999Ω的电阻箱，R1为滑动变阻器，电源电动势为4.5V，内阻很小。
实验步骤如下：
图9
①按电路图连接电路。
②闭合S2。
③将滑动变阻器滑片调到最左端。
④闭合S1。
⑤调节滑动变阻器，使电压表满偏。
⑥再断开S2，调节电阻箱，调到电压表半偏，并记下电阻箱的读数，并认为此时电阻箱的电阻为该电压表的内阻。
（1）图乙电阻箱的读数为________kΩ。
（2）实验室中有两个滑动变阻器，a最大阻值为20Ω，额定电流为1A，b最大阻值为10kΩ，额定电流为20mA。
为了能精确测量电压表内阻，实验中应选择________（填字母代号）滑动变阻器。
（3）实验中S2从闭合到断开（断开S2之前，电阻箱置于9999Ω）后，A、B两点的电压UAB________（填“>”“<”或“＝”）3V。
（4）实验中由于电路设计所存在的实验误差（系统误差），导致测量值________（填“>”“<”或“＝”）真实值。
解析
（1）按图乙指针所在位置读数，电阻箱的读数为7500Ω，可记为7.5kΩ。
（2）图甲为分压式，滑动变阻器应选择阻值较小的a。
（3）S2由闭合到断开，R1左侧并联电阻两端电压增大，即UAB>3V。
（4）实验中，断开S2后，UAB>3V，若电压表半偏，电压表与电阻箱串联，通过的电流相等，则电阻箱两端的电压UR2>1.5V，R2>RV真，而本实验认为此时电阻箱的电阻为该电压表的内阻，即RV测＝R2，所以R测>R真。
答案
（1）7.5
（2）a （3）> （4）>
7.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，读数前应先旋紧如图2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。
图2
（2）如图3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”）。
图3
（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2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω。
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。
解析
（1）在使用螺旋测微器测量完毕、防止读数时测微螺杆发生转动，应旋紧B处的固定旋钮。
其读数为d＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。
（2）由图中两表读数可知，电流表示数几乎为零，说明电路中出现了断路，又由电压表示数几乎达到满偏可知，7到9之间发生断路。
（3）由于
<
，故
<
，所以电流表应改为内接，可减小实验误差，建议见答案。
答案
（1）B 0.410
（2）7、9 断路 （3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。
（或测量多组电流和电压值、用图象法求电阻值）
8.（2018·南京市高三调研）图4是用来测量某电阻丝材料的电阻率的电路图。
实验中把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上，移动滑片改变接触点P的位置，可改变接入电路中电阻丝的长度。
实验可供选择的器材还有：
器材编号
器材名称
规格与参数
A
电池E
电动势3.0V，内阻未知
B
电流表A1
量程0～100mA，内阻约为5Ω
C
电流表A2
量程0～0.6A，内阻约为0.2Ω
D
电阻箱R
0～999.9Ω
E
开关、导线
若干
实验操作如下：
a.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径d；
b.将选用的实验器材，按照图4连接实验电路；
c.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；
d.接触点P在电阻丝上某位置时，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表满偏，然后断开开关。
记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度l。
e.改变接触点P的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电流表再次满偏；重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度l。
f.断开开关，整理好器材，进行实验数据分析。
（1）某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图5示，d＝________mm；
（2）实验中电流表应选择________（选填供选器材前的编号）；
（3）用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度l的数据，绘出了如图6所示的R－l关系图线，图线在R轴的截距为R0，在l轴的截距为l0，那么电阻丝的电阻率表达式ρ＝________（用R0、l0、d表示）；
（4）本实验中，电流表的内阻对电阻率的测量结果________（选填“有”或“无）影响，这是因为__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解析
（1）由螺旋测微器的读数方法可知d＝0.5mm＋23.0×0.01mm＝
0.730mm。
（2）本题要测量电阻丝材料的电阻率，电路中的电流不宜过大，否则温度升高可能带来误差，故电流表选B。
（3）由闭合电路欧姆定律可知，E＝Ig（R＋ρ·
＋RA＋r），整理得R＝
－
l－（r＋RA），即R－l关系图线的斜率k＝
＝
，所以ρ＝
。
答案
（1）0.730（0.728～0.732）
（2）B （3）
（4）无 根据闭合电路欧姆定律解得R＝
－
l－（r＋RA）（其中RA为电流表内阻，即电流表内阻可视为电源内阻），可见电流表内阻对图象的斜率没有影响，即电流表内阻对电阻率的测量结果无影响
9.（2018·镇江市高三第一次模拟）小华利用图11电路测量某种导电液体的电阻率，玻璃管的横截面积S＝2×10－3m2，通过K可以控制管内导电液体的长度，管两端接有导电活塞（电阻不计），右活塞固定，左活塞可在管内自由移动。
实验器材如下：
电源（电动势为12V，内阻不计），两只相同的电压表V1、V2（量程为3V，内阻足够大），电阻R1＝400Ω，电阻R2＝1500Ω，电阻箱R（0～9999.9Ω），单刀双掷开关S，刻度尺。
图11
（1）小华的主要实验步骤如下：
①向玻璃管内注导电液体，用刻度尺测量液柱长度如图12所示，其长度L＝________cm；
②连接好电路，把S拨到位置“1”，电压表V1的示数如图13所示，示数为U1＝________V；
③将S拨到位置“2”，调节电阻箱使电压表V2的示数仍为U1，此时电阻箱的阻值R＝300Ω；
④求得管内液柱的电阻Rx＝________Ω，导电液体的电阻率ρ＝________Ω·m。
（保留两2有效数字）
（2）请指出小华实验的不足之处____________________________________。
（3）在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，则小华测得的电阻率ρ的值将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）小清同学仍利用该装置进行实验，他通过K调节管内液柱长度，记录多组数据如表所示，绘制出R－
关系图象后也可求出液体的电阻率ρ。
请你在图14中绘制出此图象。
物理量
次数
R/102Ω
/m－1
1
0.6
1.0
2
1.2
2.0
3
1.8
3.0
4
2.4
4.0
5
3.0
5.0
图14
解析
（1）①液柱长度：
19.95cm；②电压表V1的示数为U1＝2.0V。
④根据闭合电路的欧姆定律得E＝U1＋
Rx，E＝U1＋
R2，联立解得Rx＝
R1＝2000Ω。
Rx＝ρ
，代入数据解得ρ＝20Ω·m。
（2）小华实验的不足之处：
未多次测量取平均值。
（3）在实验步骤③中，若在小华调节电阻箱的过程中，无意中由于K未关紧而漏掉了少量的液体，由上面解析看到，Rx不变，所以ρ不变。
（4）图象如图。
答案
（1）19.95（在19.93～19.96之间均可） 2（2.0、2.00均可）2000 20
（2）未多次测量取平均值 （3）不变 （4）见解析图
10.（2018·江苏苏州高三期初调研）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15甲、乙、丙所示，则它们的读数值依次是________mm、________A、________V。
图15
（2）已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0～10Ω，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），电源电动势E＝4.5V，内阻较小，则图16A、B两电路图中，________（选填字母符号）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”）。
图16
（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA＝2.0Ω，那么能准确测量出金属丝电阻Rx的电路应是上图中的________（选填字母代号），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）。
解析
（1）螺旋测微器读数为0.5mm＋49.9×0.01mm＝0.999mm；电流表量程为0.6A，精度为0.02A，读数为0.42A；电压表量程为3V，精度为0.1V，需要估读，故读数为2.24V。
（2）根据电压表和电流表的示数可以得出Rx＝
＝
Ω≈5.3Ω，是一个小电阻，应采用电流表外接法，故选择A电路，但电流表外接时，由于电压表的分流作用会导致Rx测＜Rx真。
（3）因为电流表内阻的准确值已知，那么选择B电路可以精确得出Rx的阻值，即Rx＝
－RA，而若仍选择A电路，则会因为电压表的分流作用产生误差。
答案
（1）0.999（0.998～1.000） 0.42 2.24（2.22～2.25）
（2）A 小
（3）B
－RA（或
－2Ω）
升级会员 