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1、
2019 高三物理備考實驗專項演練 (5)探究決定導線電阻的因素
1、在“探究決定導線電阻的因素”的實驗中,以下操作中錯誤的選項是 ()
A、用米尺測量金屬絲的全長,且測量三次,算出其平均值,然后再將金屬絲接入
電路中
B、用螺旋測微器在金屬絲三個不同部位各測量一次直徑,算出其平均值
C、用伏安法測電阻時采用電流表內(nèi)接法,多次測量后算出平均值D、實驗中應保持金屬絲的溫度不變
解析:實驗中應測量出金屬絲接入電路中的有效長度,而不是全長;金屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差很大,使金屬絲與電壓表并聯(lián),電壓表對它分流作用很小,應采用電流表外接法、
2、故 A、 C操作錯誤、
答案: AC
2、將圖實- 5-19 所示的螺旋測微器的讀數(shù)寫出來、
圖實- 5- 19
甲、 ______mm乙、 ______cm
解析;先讀出固定尺上的讀數(shù),再讀出可動尺上的讀數(shù)、
甲.8mm+47.7 0.01mm=8.477mm.
乙.6.5mm+ 7.8 0.01mm=6.578mm=0.6578cm.
答案: 8.4760.6578
3、某同學用螺旋測微器測量一銅絲的直徑, 測微器的示數(shù)如圖實- 5- 20 所示,該銅絲的直徑為 ________mm.
3、
圖實- 5- 20
解析:螺旋測微器固定刻度部分讀數(shù)為 4.5mm,可動刻度部分讀數(shù)為
0.093mm,
所以所測銅絲直徑為 4.593mm.
答案: 4.592 ~ 4.594
4、 (1) 用游標為 50 分度的游標卡尺測量某工件的長度時,示數(shù)如圖實-
5-21
所示,那么測量結果應該讀作 ________mm.
圖實- 5- 21
(2) 用螺旋測微器測圓柱體的直徑時,示數(shù)如圖實- 5-22 所示,此示數(shù)為
_
4、_______mm.
圖實- 5- 22
答案: (1)10.40(2)2.720
5、某物理學習小組的兩位同學采用“伏安法”測金屬絲的電阻的實驗中,根據(jù)同一組數(shù)據(jù)進行正確描點后,甲、乙兩位同學根據(jù)自己的理解各作出一條圖
線,如圖實- 5-23 甲、乙所示,根據(jù)你對實驗的理解,你認為 ________同
學的圖線正確,根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為 ________Ω.( 保留
兩位有效數(shù)字 )
圖實- 5- 23
解析:當金屬絲兩端電壓為零時,通過的電流也為零,因此圖線必過原點,故甲同學的圖線正確;
5、在甲同學畫的圖線上距原點較遠的地方取一個點,其
坐標值為 (0.4A ,1.52V) ,故金屬絲電阻為:
U
R=I =
1.52
0.4
Ω=3.8 Ω .
答案:甲
3.8(3.7
~3.9
均可 )
6、在“探究決定導線電阻的因素”的實驗中,待測金屬絲的電阻
Rx 約為
5Ω ,
實驗室備有以下實驗器材:
A、電壓表 ( 量程 0~3V,內(nèi)阻約為 15kΩ)
B、電壓表 ( 量程 0~15V,內(nèi)阻約為 75kΩ )
C、電流表
6、( 量程 0~3A,內(nèi)阻約為 0.2 Ω)
D、電流表 ( 量程 0~0.6A ,內(nèi)阻約為 1Ω)
E、變阻器 R1(0 ~100Ω,0.6A)
F、變阻器 R2(0 ~2000Ω ,0.1A)
G、電池組 E( 電動勢為 3V,內(nèi)阻約為 0.3 Ω )
H、開關 S,導線假設干
(1) 為減小實驗誤差,應選用的實驗器材有 ____________________(填代
號 ) 、
(2) 為減小實驗誤差,應選用圖實- 5-24 中________[ 填(a) 或 (b)] 為該實驗的電路原理圖,
并按所選擇的電路原
7、理圖把圖實- 5- 25 中的實物圖用線連接起來、
圖實- 5- 24
圖實- 5- 25
(3) 假設用毫米刻度尺測得金屬絲長度為 60.00cm,用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電
表的示數(shù)如圖實- 5-26 所示,那么金屬絲的直徑為 __________mm,電阻值
為 ________Ω.
圖實- 5- 26
解析: (1) 由于電源的電動勢為 3V,所以電壓表應選 A;被測電阻約為 5Ω,
E 3
電路
8、中的最大電流約為 I =R=5A=0.6A ,電流表應選 D;根據(jù)變阻器允許通
x
過的最大電流可知,變阻器應選 E;還要選用電池和開關,導線假設干、故應選用的實驗器材有 ADEGH.
RV Rx
(2) 由于 Rx>RA,應采用電流表外接法,應選圖 (b) 所示電路,實物連接如下
圖、
(3) 從螺旋測微器可以讀出金屬絲的直徑為 0.635mm,從電壓表可以讀出電阻兩端電壓
為 1.20V,從電流表可以讀出流過電阻的電流為 0.50A,被測電阻的阻值為
Rx= =
9、 Ω
\=2.4 Ω
答案:見解析
7、有一根圓臺狀勻質(zhì)合金棒如圖實- 5-27 甲所示,某同學猜測其電阻的大小與該合金棒的電阻率 ρ、長度 L 和兩底面直徑 d、D 有關、他進行了如下實驗:
圖實- 5- 27
(1) 用游標卡尺測量合金棒的兩底面直徑 d、D 和長度 L. 圖乙中游標卡尺 ( 游標尺上有 20
個等分刻度 ) 的讀數(shù) L=________cm.
(2) 測量該合金棒電阻的實物電路如圖丙所示 ( 相關器材的參數(shù)已在圖中標
出 ) 、該合金棒
10、
的電阻約為幾個歐姆、圖中有一處連接不當?shù)膶Ь€是 ________、( 用標注在
導線旁的數(shù)字
表示 )
(3) 改正電路后,通過實驗測得合金棒的電阻 R=6.72 Ω,根據(jù)電阻定律計算
電阻率為 ρ、長為 L、直徑分別為 d 和 D 的圓柱狀合金棒的電阻分別為 Rd= 13.3 Ω 、RD=3.38 Ω. 他發(fā)現(xiàn):在誤差允許范圍內(nèi),電阻 R 滿足 R2 =RdRD,由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻 R=________.( 用ρ、 L、 d、 D表示 )
解析: (1) 首先確定游標卡尺的精度為 20 分度,即為 0.05mm,然后以毫米為單位從主尺上讀出整毫米數(shù) 9
11、9.00mm,注意小數(shù)點后的有效數(shù)字要與精度一樣,再從游標尺上找出對的最齊一根刻線,精度格數(shù)= 0.05 8mm=
0.40mm,最后兩者相加,根據(jù)題目單位要求換算為需要的數(shù)據(jù), 99.00mm+
0.40mm=99.40mm= 9.940cm.
(2) 本實驗為測定一個幾歐姆的電阻,在用伏安法測量其兩端的電壓和通過
電阻的電流時,因為安培表的內(nèi)阻較小, 為了減小誤差,應用安培表外接法,⑥線的連接使用的是安培表內(nèi)接法、
(3) 根據(jù)電阻定律計算電阻率為 ρ 、長為 L、直徑分別為 d 和 D 的圓柱狀合金
L L
棒的電阻分別為 Rd=13.3 Ω、RD=3.38 Ω. 即 Rd= ρπ(d/2) 2 ,RD= ρπ(D/2) 2,
4ρL
2
而電阻 R滿足 R=RdRD,將 Rd、 RD 代入得 R=πdD.
4ρL
答案: (1)9.940(2) ⑥(3) π dD