课练24,,实验　测定金属电阻率　描绘小灯泡伏安特性曲线—2021届高中物理（新高考）一轮考评特训检测

练 课练 24 实验 测定金属的电阻率 描绘小灯泡的伏安特性曲线 [ 狂刷小题 夯基础] 练基础小题 1．为了测量铅笔芯的电阻率，某同学取一支 4B 铅笔，去掉两端笔芯外木质部分，不损伤笔芯，按如图甲所示安放在接线支座上．(1)该同学用刻度尺量得笔芯长度 L＝20.0 cm，用螺旋测微器测量笔芯的直径如图乙所示，则笔芯的直径为 d＝________mm.(2)若待测电阻约为几欧姆，该同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻． A．待测铅笔芯 B．电流表(0～0.6 A,0～3 A，内阻分别约为 1 Ω，0.5 Ω)C．电压表(0～3 V,0～15 V，内阻分别约为 6 kΩ，30 kΩ)D．滑动变阻器(0～10 Ω)E．电源(3 V)F．开关、导线若干 请根据实验要求在图甲中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路连接．(3)实验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图丙所示，则电压表读数 U＝________ V，电流表读数 I＝________A，计算得到铅笔芯电阻 R＝________Ω(电阻计算结果保留两位有效数字)． 2．某同学准备测量某种材料制成的电阻丝 R x 的电阻率，实验室提供的器材有：

A．电流表 G(内阻 R g ＝120 Ω，满偏电流 I g ＝6 mA)B．电压表 V(量程为 0～6 V，内阻约为 1 000 Ω)C．螺旋测微器，毫米刻度尺 D．电阻箱 R 0(0～99.99 Ω)E．滑动变阻器 R(最大阻值为 5 Ω)F．电池组 E(电动势为 6 V，内阻约为 0.05 Ω)G．一个开关 S 和若干导线

(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用________挡(选填“×1”或“×100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示，其读数为________Ω.(2)把电流表 G 与电阻箱并联，改装成量程为 0～0.6 A 的电流表使用，则电阻箱的阻值应调为 R 0 ＝________Ω.(3)改装好的电流表用符号“A”表示，内阻 R A 已知，用该电流表和所提供的实验器材较准确地测量电阻丝 R x 的阻值，请在图乙中画出实验电路图．(4)测得电阻丝的长度为 L，直径为 D，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，读出电压表和电流表的示数，计算出电阻丝的电阻为 R x.写出计算电阻率的表达式 ρ＝________(用 L、D、R x 表示)． 3．[2019·武汉联考]某实验小组设计了如图甲所示的电路做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验．(1)闭合开关 S 前应将图甲中滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端．(2)若闭合开关 S，电流表、电压表均有示数，但无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能使电表的示数为零．原因可能是图甲中的________(选填“a”“b”或“c”)处断路．(3)排除故障重新实验，测得多组 I、U 的值，作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙中实线所示，小王同学想知道电压为 2.0 V 时灯泡的电阻，于是他在图线上作出电压为 2.0 V 对应点的切线(图乙中虚线所示)，求得灯泡的电阻为切线斜率的倒数，即 R＝ ΔUΔI＝ 2.6－1.00.45 Ω＝3.6 Ω.试分析他的求法是否正确，如果认为正确，请说明理由；如果认为不正确，请求出正确 的 电阻．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(结果保留两位有效数字)4．[2019·成都石室中学一诊]某中学为了探究额定功率为 4 W、额定电压为 4 V 的小灯泡消耗的功率与电压的关系，准备了如下的实验器材：

A．电压表 V 1(量程 0～1 V，内阻 2 kΩ)B．电压表 V 2(量程 0～15 V，内阻 15 kΩ)C．电流表 A(量程 0～1 A，内阻约 1 Ω)D．定值电阻 R 1 ＝6 kΩ E．定值电阻 R 2 ＝16 kΩ F．滑动变阻器 R(阻值范围 0～10 Ω，允许最大电流 2 A)G．学生电源(直流 5 V，内阻不计)H．开关、导线若干

(1)为了减小实验误差，电压表应选用________，定值电阻应选用________，二者串联后来测量电压(均用序号字母填写)(2)在探究功率与电压的关系时，要求电压从零开始调节，并且多次测量，在方框中画出满足要求的电路图；(3)根据设计的电路图，写出小灯泡两端电压U与电压表读数U V 的关系，即U＝________.若小灯泡的电功率为 P，则关系图线可能正确的是________． 练高考小题 5．[2017·全国卷Ⅰ，23]某同学研究小灯泡的伏安特性．所使用的器材有：小灯泡 L(额定电压 3.8 V，额定电流 0.32 A)；电压表(量程 3 V，内阻 3 kΩ)；电流表(量程 0.5 A，内阻 0.5 Ω)；固定电阻 R 0(阻值 1 000 Ω)；滑动变阻器 R(阻值 0～9.0 Ω)；电源 E(电动势 5 V，内阻不计)；开关 S；导线若干．(1)实验要求能够实现在 0～3.8 V 的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图．(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示． 图(a)图(b)由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”)，灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”)．(3)用另一电源 E 0(电动势 4 V，内阻 1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路，调节滑

动变阻器 R 的阻值，可以改变小灯泡的实际功率．闭合开关 S，在 R 的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．(结果均保留 2 位小数)6．[2016·全国卷Ⅱ，23]某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻值 99 999.9 Ω)，滑动变阻器 R 1(最大阻值 50 Ω)，滑动变阻器 R 2(最大阻值 5 kΩ)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干． 图(a)实验步骤如下：

①按电路原理图(a)连接线路； ②将电阻箱阻值调节为 0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关 S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏； ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为 2.00 V，记下电阻箱的阻值． 回答下列问题：

(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R 1 ”或“R 2 ”)．(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线． 图(b)(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为 630.0 Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)． A．100 μA B．250 μA C．500 μA D．1 mA 7．[2019·全国卷Ⅱ，23]某小组利用图(a)所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压 U 与温度 t 的关系，图中 和 为理想电压表；R 为滑动变阻器，R 0 为定值电阻(阻值 100 Ω)；S 为开关，E 为电源．实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度 t 由温度计(图中未画出)测出．图(b)是该小组在恒定电流为 50.0 μA 时得到的某硅二极管 U-t 关系曲线．回答下列问题：

(1)实验中，为保证流过二极管的电流为 50.0 μA，应调节滑动变阻器 R，使电压表 的示数为 U 1 ＝________mV；根据图(b)可知，当控温炉内的温度 t 升高时，硅二极管正向电阻_________(填“变大”或“变小”)，电压表 示数_________(填“增大”或“减小”)，此时应将 R 的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使 示数仍为 U 1.(2)由图(b)可以看出 U 与 t 成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为 ΔUΔt＝____________×10－ 3 V/℃(保留 2 位有效数字)． 8．[2019·全国卷Ⅰ，23]某同学要将一量程为 250 μA 的微安表改装为量程为 20 mA 的电流表．该同学测得微安表内阻为 1 200 Ω，经计算后将一阻值为 R 的电阻与该微安表连接，进行改装．然后利用一标准毫安表，根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)．(1)根据图(a)和题给条件，将图(b)中的实物连接．(2)当标准毫安表的示数为 16.0 mA 时，微安表的指针位置如图(c)所示．由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值，而是________．(填正确答案标号)

A．18 mA B．21 mA C．25 mA D．28 mA(3)产生上述问题的原因可能是________．(填正确答案标号)A．微安表内阻测量错误，实际内阻大于 1 200 Ω B．微安表内阻测量错误，实际内阻小于 1 200 Ω C．R 值计算错误，接入的电阻偏小 D．R 值计算错误，接入的电阻偏大(4)要达到预期目的，无论测得的内阻值是否正确，都不必重新测量，只需要将阻值为 R的电阻换为一个阻值为 kR 的电阻即可，其中 k＝__________.练模拟小题 9．[2019·重庆一中期中]要测量一段阻值大约为 100 Ω、粗细均匀的电阻丝的电阻率，除刻度尺、螺旋测微器、电源 E(电动势为 3 V、内阻约为 0.5 Ω)、最大阻值为 20 Ω 的滑动变阻器 R、开关 S、导线若干外，还有电流表和电压表各两只供选择：A 1(量程 1 A、内阻约为 1 Ω)、A 2(量程 30 mA、内阻约为 2 Ω)、V 1(量程 3 V、内阻约为 1 000 Ω)、V 2(量程 15 V、内阻约为 3 000 Ω)．(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图所示，则电阻丝的直径为________mm.(2)为了使测量有尽可能高的精度，电流表应选________，电压表应选________．(填题目中的对应符号)(3)实验电路应选择下列电路中的________．(4)若用刻度尺测得电阻丝的长度为 L，用螺旋测微器测得电阻丝的直径为 d，电流表的读数为 I，电压表的读数为 U，则该电阻丝的电阻率的表达式为 ρ＝________.10．[2019·山西省忻州一中模拟]要测绘一个标有“3V 1.5 W”的小灯泡的伏安特性曲线，备有下列器材：

A．电压表(量程 3 V，内阻约 6 kΩ)；

B．电压表(量程 15 V，内阻约 30 kΩ)； C．电流表(量程 0.6 A，内阻约 0.5 Ω)； D．电流表(量程 3 A，内阻约 0.1 Ω)； E．滑动变阻器(阻值范围 0～5 Ω)； F．滑动变阻器(阻值范围 0～100 Ω)； G．直流电源(3 V，内阻不计)； H．开关、导线若干．(1)要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调，上述器材中电压表应选用____________；电流表应选用__________；滑动变阻器应选用____________．(以上均填写器材前字母)(2)请将图甲中的实物电路图用笔画线代替导线补充完整．(3)图乙为某同学根据正确的实验电路所测的几组数据画出的 U—I 图象，图象是一条曲线而不是直线的原因是________________________________；从图象中可求得小灯泡电压为1.8 V 时小灯泡的实际功率为________ W.[ 综合 测评 提能力] 1．[2019·北京石景山统测]某同学用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的电阻，并将得到的电流、电压数据描到 U－I 图象上，如图 1 所示．(1)图 2 是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线．(2)在图 1 中，由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的．

(3)在图 1 中，请你根据“○”数据点求出这段铅笔芯的电阻，为________Ω.(4)对于这段 2B 铅笔芯电阻值的测量，如果不考虑实验中读数的误差，你认为选用________(填“内”或“外”)接法测量更准确一些． 2．[2019·河南周口期末]某同学利用如图 1 所示的电路测定均匀金属丝 AB 的电阻率，在该电路中，直流稳压电源为电路提供恒定电压，R 0 为定值电阻，电压表视为理想电表，移动滑片 P 的位置可改变金属丝接入电路中的长度．(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图 2 所示，读数为 d＝________mm；(2)用刻度尺量出滑片 P 到 A 端的距离 L 1，记录此时电压表的示数 U 1 ；(3)改变滑片 P 的位置，重复步骤(2)，测量多组数据；(4)若金属丝接入电路中的长度为 L，直径为 d，金属丝的电阻率为 ρ，电压表示数为 U，直流稳压电源的电压为 U 0，定值电阻为 R 0，则实验中所测量的电压与其余几个物理量之间的关系为 1U ＝________.(5)以 1U 为纵轴、L 为横轴作出金属丝的1U －L 图象，如图 3 所示，图线的斜率为 k，纵轴截距为 b，则用这些参数表示金属丝的电阻率 ρ＝________，直流稳压电源的电压 U 0 ＝________.3．[2019·江西红色七校一联]某学习小组进行精确测量电阻 R x 的阻值的实验，有下列器材供选用． A．待测电阻 R x(约 300 Ω)B．电压表 V(3 V，内阻约 3 kΩ)C．电流表 A 1(10 mA，内阻约 10 Ω)D．电流表 A 2(20 mA，内阻约 5 Ω)E．滑动变阻器 R 1(0～20 Ω，额定电流 2 A)F．滑动变阻器 R 2(0～2 000 Ω，额定电流 0.5 A)G．直流电源 E(3 V，内阻约 1 Ω)H．开关、导线若干(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路，并能满足 R x 两端电压从零开始变化并进行多次测量．则电流表应选择________(填“A 1 ”或“A 2 ”)；滑动变阻器应选择________(填“R 1 ”或“R 2 ”)；请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图．(2)乙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图所示的测量电路，具体操作如下：

①按图连接好实验电路，闭合开关 S 1 前调节滑动变阻器 R 1、R 2 的滑片至适当位置；

②闭合开关 S 1，断开开关 S 2，调节滑动变阻器 R 1、R 2 的滑片，使电流表 A 1 的示数恰好为电流表 A 2 的示数的一半； ③闭合开关 S 2 并保持滑动变阻器 R 2 的滑片位置不变，读出电压表 V 和电流表 A 1 的示数，分别记为 U、I； ④待测电阻的阻值 R x ＝________，比较甲、乙两同学测量电阻 R x 的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差？________(填“甲”或“乙”)同学的． 4．[2019·辽宁五校联考]覆铜板是将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，它是做印制电路板的基本材料，常叫基材．小明同学想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度．于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率 ρ＝1.75×10－ 8 Ω·m，并利用下列器材完成了这个实验． A．电源 E(电动势为 6 V，内阻不计)； B．取待测长方形覆铜板一块，将两个粗铜条 A、B平行压置在覆铜板的两端，与覆铜板接触良好，视为电极，如此就制成了待测电阻 R(阻值约为 2 Ω)； C．滑动变阻器 R 1(总阻值约为 10 Ω)； D．定值电阻 R 2(阻值 R 2 ＝6 Ω)； E．毫米刻度尺和游标卡尺； F．电压表 V(量程为 6 V，内阻很大)； G．电流表 A(量程为 0.6 A，内阻约为 5 Ω)； H．开关 K，导线若干．(1)请在图甲的实物图中完成实物连线，要求实验测量精度高．(2)小明在接通电路之前，先用游标卡尺测得覆铜板的宽度 d 如图乙所示，则游标卡尺的读数为________mm.(3)小明用毫米刻度尺测得覆铜板的长度 L＝1.001 0 m.(4)图丙中的 6 个点表示实验中测得的 6 组电流 I、电压 U 的值，请完成连线．若所得图线的斜率用 k 表示，则导电铜膜的电阻 R＝________(用 k 及题中所给字母表示)，根据实验数据及 I－U 图线求出导电铜膜的电阻 R＝________Ω(计算结果保留两位有效数字)．(5)计算导电铜膜厚度 h 的值为________mm(计算结果保留两位有效数字)． 5．[2019·广东汕头一模]某小组要测量一个标有“2.5 V 2 W”小灯泡的伏安特性曲线．选用的器材有：

直流电源(3 V，内阻不计)； 电流表 A 1(量程 0～0.6 A，内阻为 0.6 Ω)； 电流表 A 2(量程 0～300 mA，内阻未知)； 电压表 V(量程 0～3 V，内阻约 3 kΩ)； 滑动变阻器 R(0～5 Ω，允许通过的最大电流为 3 A)； 开关、导线若干． 其实验步骤如下：

(1)由于电流表 A 1 的量程偏小，于是小组成员把 A 1、A 2 并联后再接入电路，请按此要

求用笔画线代替导线在图 1 中完成余下导线的连接．(2)正确连接好电路，并将滑动变阻器滑片滑至最________端，闭合开关，调节滑片．发现当 A 1 示数为 0.50 A 时，A 2 的示数为 200 mA，由此可知 A 2 的内阻为________Ω.(3)若将并联后的两个电流表当成一个新电表，则该新电表的量程为________A；为使其量程达到最大，可将图 2 中________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)处断开后再串联接入一个阻值合适的电阻． 6．[2019·广东茂名一测]热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC)，正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小．某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻 R x 的导电特性． A．电流表 A 1(量程 10 mA，内阻 r 1 ＝1 Ω)； B．电流表 A 2(量程 0.6 A，内阻 r 2 约为 0.5 Ω)； C．滑动变阻器 R 1(最大阻值 200 Ω)； D．滑动变阻器 R 2(最大阻值 20 Ω)； E．定值电阻 R 3(阻值 1 499 Ω)； F．定值电阻 R 4(阻值 149 Ω)； G．电源 E(电动势 15 V，内阻忽略)； H．开关与导线若干．(1)实验采用的电路图如图甲所示，则滑动变阻器选________，定值电阻 R 选________(填仪器前的字母序号)．(2)用笔画线代替导线将图乙中的实物按图甲的电路补充完整．(3)该小组根据测量数据作出热敏电阻的 U－I 图象如图丙所示，则该曲线对应的是________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻．(4)若将此热敏电阻直接接到一电动势为 9 V，内阻为 10 Ω 的电源两端，则此时该热敏电阻的阻值为________Ω(结果保留三位有效数字)． 7．[2019·湖南常德一模]光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为 lx)．某光敏电阻 R 的阻值随照度变化的曲线如图丙所示．

(1)如图甲所示是街道路灯自动控制电路所需的元件，利用直流电源给电磁铁供电，利用 220 V 交流电源给路灯供电．为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，正确连接电路元件．(2)用多用电表“×100”欧姆挡，测量图甲中电磁铁线圈的电阻时，指针偏转角度太大，为了更准确地测量其阻值，接下来应选用________(填“×1k”或“×10”)欧姆挡，进行欧姆调零后重新测量，其示数如图乙所示，则线圈的电阻为________Ω.(3)已知当线圈中的电流大于或等于 2 mA 时，继电器的衔铁将被吸合．图甲中直流电源的电动势 E＝6 V，内阻忽略不计，滑动变阻器有三种规格可供选择：R1(阻值范围 0～10 Ω，允许通过最大电流 2 A)、R2(阻值范围 0～200 Ω，允许通过最大电流 1 A)、R3(阻值范围 0～1 750 Ω，允许通过最大电流 1 A)要求天色渐暗照度降低至 1.0 lx 时点亮路灯，滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”)．为使天色更暗时才点亮路灯，应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻． 8.有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重 1～2 N，长约为30 cm，电阻约为 10 Ω.已知这种金属的电阻率为 ρ，密度为 ρ 0.因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积 S 0，现有如下器材可选：

A．毫米刻度尺 B．螺旋测微器 C．电流表(0～600 mA,1.0 Ω)D．电流表(0～3 A,0.1 Ω)E．电压表(0～3 V,6 kΩ)F．滑动变阻器(0～20 Ω，0.5 A)G．滑动变阻器(0～10 kΩ，2 A)H．蓄电池(6 V,0.05 Ω)I．开关一个，带夹子的导线若干(1)除待测金属管线外，还应选用的器材有__________________(只填器材前的字母)．(2)在方框中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．(3)实验中要测量的物理量有：____________________________________；计算金属管线内部空间截面积 S 0 的表达式为 S 0 ＝________.