2022年高考物理实验提升特训专题12 电阻及电阻率的测量（原卷版）

2022年高考创新实验特训提升专题12电阻及电阻率的测量1．某同学测量一根长直电阻丝的电阻率。按图1所示的电路用等效替代方法测出一段电阻丝的电阻∶导线Ⅰ和Ⅱ先按图1中的实线连接，后按图1中的虚线连接在上述两种情形下，当电流计G的示数为零时导线I和Ⅱ中无电流流过，电压，则，由此可测得P1P2段的电阻为R0。R0的阻值已知，P1P2的长度通过固定在电阻丝旁的刻度尺读出。（1）待测电阻丝的总电阻约20Ω，若有两种阻值的定值电阻∶①10Ω；②30Ω，实验中R0应选用____________（2）根据图1中实线的电路，请用笔画线代替导线，将滑动变阻器连入图2所示的实物电路。（______）（3）按图1中实线连接好电路后，闭合开关S1和S2，接下来的正确操作顺序是____________。①将导线Ⅰ连接在B上 ②记下P1位置在刻度尺上的读数③记下P2位置在刻度尺上的读数④调节滑动变阻器的触头，使G的示数为零⑤改变导线Ⅱ连接在电阻丝上的位置，使G的示数为零（4）该同学多次更换定值电阻R0重复上述实验。当R0=15Ω时，记下P1的读数为70.00cm，P2的读数为20.00cm。用螺旋测微器测得电阻丝的直径，并计算出电阻丝的横截面积为0.500mm2。由此求得电阻丝的电阻率ρ=____________Ω·m。（5）小明同学认为与教材中“测量金属丝的电阻率”的实验方法相比，上述实验测得电阻的误差更小。你是否同意他的观点？请简要说明理由。（______）2．某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验，有下列器材供选用。A．待测电阻Rx（约300Ω）B．电压表V（3V，内阻约3kΩ）C．电流表A1（10mA，内阻约10Ω）D．电流表A2（20mA，内阻约5Ω）E．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器R2（0～2000Ω，额定电流0.5A）G．直流电源E（3V，内阻约1Ω）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Rx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“A1”或“A2”）；滑动变阻器应选择_______（填“R1”或“R2”）；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S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置；②闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1、R2的滑片，使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半；③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，读出电压表V和电流表A1的示数，分别记为U、I；④待测电阻的阻值Rx=_________，比较甲、乙两同学测量电阻Rx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。3．用如图所示的实验电路图来测量电阻的阻值，所用测量器材如下:A．待测电阻;B．电流表，量程为10mA，内阻RA1=20Ω；C．电流表A2，量程为10mA，内阻未知；D．定值电阻R0，阻值为1000Ω;E.滑动变阻器R，最大阻值约为50Ω;F.电源E，电动势约为4.5V，内阻很小; C．开关S及导线若干。为了能够利用该电路图测量出待测电阻Rx的阻值，请你完成下列填空:（1）电路图中的虚线框“1”内应接上电流表____、“2”内应接上电流表_____（均选填“A1”或“A2”）。（2）开关S闭合前，滑动变阻器R的滑动端应滑动到____端（选填“左”或“右”）。（3）在虚线框“1”、“2”内正确接上电流表后，闭合开关S。实验过程中，当滑动变阻器R的滑动端滑动到某一位置时，两个电流表中，其中一个读数为2.0mA，另一个读数为3.4mA，则待测电阻的阻值为_____Ω。4．某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A．电流表A1（内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA）B．电流表A2（内阻约为0.4Ω，量程为0.6A）C．定值电阻R0=900ΩD．滑动变阻器R（0-5Ω，允许通过的最大电流2A）E.干电池组（电动势为6V，内阻约0.05Ω）F.一个开关和导线若干G.螺旋测微器，游标卡尺(1)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒阻值约为______Ω； (2)请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，请在方框中画出电路图______；(3)若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的符号表达式为Rx=______（用I1，I2，R0，Rg表示）。5．某同学采用如图甲所示电路测量定值电阻的阻值，实验器材如下：电压表（量程，内阻）；电压表（量程，内阻）；滑动变阻器；待测定值电阻；电源（电动势，内阻不计）；开关和导线若干。操作步骤如下： （1）闭合开关前，将滑动变阻器滑片置于__________（选填“左端”“中间”或“右端”）。（2）调节滑动变阻器，两电压表、读数分别为、，并读取多組数据，在坐标纸上描点、连线如图乙所示。当电压表示数为时，通过电阻的电流大小为__________；依据图像数据可以得出的阻值为__________。（保留三位有效数字）若电压表实际电阻小于，则电阻的测量值与真实值相比__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。6．某实验小组要精确测定额定电流为0.002A的纯电阻电灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时的电阻大约为。实验室提供的器材有：A．电流表（量程为，内阻约为，读数记为）B．电流表（量程为，内阻约为，读数记为）C．电压表（量程为，内阻约为，读数记为）D．电压表（量程为，内阻，读数记为）E．定值电阻F．定值电阻G．滑动变阻器（，允许通过最大电流） H．滑动变阻器（）I．蓄电池E（电动势为，内阻很小），开关S一个(1)甲同学先进行电流表A1，和电压表的读数练习，其正确的读数分别为_______A、_______V。(2)乙同学设计了如图电路测量电灯电阻。①请你帮他选择合适的器材，电表1应选______，定值电阻应选______，滑动变阻器应选_______。（填写器材前的字母代号）②测量电灯电阻的表达式为_______。（用物理量的字母表示）③实验时，不断改变滑动变阻器的阻值，当电表2的示数达到_______时，其对应的结果为电灯正常工作时的电阻。7．小明用如图所示的电路测量电阻Rx的阻值（约几百欧）。R是滑动变阻器，R0是电阻箱。 （1）小明通过下列步骤，较准确地测出Rx的阻值。①将滑动变阻器的滑片P调至图中的___________（选填“A”或“B”）端。闭合S1，将S2拨至1，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置，使电压表的指针满偏。②将S2拨至“2”，保持滑动变阻器的滑片P位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表指针再次满偏，此时电阻箱示数为R1，则Rx=___________。（2）实验中，滑动变阻器有两种规格可供选择，分别是R2（0～10Ω）、R3（0～5000Ω）。为了减小实验误差，滑动变阻器应选___________（选填“R2”或“R3”）。8．某电阻Rt的阻值与温度成线性关系，利于这个规律，某科技小组自己动手制作了一个测温计。首先，她们设计了如图甲所示的电路，其中A是量程为，内阻不计的电流表，为电动势为、内阻约为的电源，为滑动变阻器，为电阻箱，S为单刀双掷开关。（1）实验室中提供的滑动变阻器有两个：、，本实验中滑动变阻器应选用___________（选填“”或“”）。（2）完成下面实验步骤：①调节温度，使的温度达到；②将S拨向接点1，调节___________，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数I；③将S拨向接点2，调节___________，使电流表的读数仍为I，记下此时电阻箱的读数，则当温度为时，电阻 ④改变的温度，重复步骤②③，即可测得电阻的阻值随温度变化的规律。（3）现测得电阻随温度t变化的图象如图乙所示。把该电阻与电动势为、内阻不计的电源，量程为的理想电压表V（图中未画出）和电阻箱连成如图丙所示的电路，用该电阻做测温探头，将电压表的电压刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个电学温度计。若要求电学温度指针向右偏时读数增大，则应在原理图丙中___________（选填“a、b”或“b、c”）两点接入电压表。如果电阻箱阻值，则电压表刻度盘处对应的温度数值为___________℃。（4）方宇同学用该温度计测的值比标准温度计测的值偏低，为了校准刻度，他可以___________（写出一条合理建议即可）。9．某课外研究实验小组欲准确测量阻值约为40Ω的电阻，实验室提供的器材有：A．待测定值电阻B．定值电阻：阻值40ΩC．定值电阻：阻值80ΩD．灵敏电流计G：量程0~1mA，0刻度在中央，内阻约10ΩE.电阻箱：最大阻值999.99ΩF.直流电源E，电动势1.5V，内阻很小G.滑动变阻器R（10Ω，0.2A）H.单刀单掷开关S，导线等该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。 （1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于___________（选填“A”或“B”）端。（2）闭合开关，向另一端移动滑动变阻器滑片（注意灵敏电流计G不超过量程）。若灵敏电流计G中的电流由C流向D，再调节电阻箱，使电阻箱的阻值___________（选填“增大”或“减小”），直到G中的电流为0。（3）读出电阻箱连入电路的电阻Ω，则___________Ω。（4）若定值电阻、均未知，先正常操作，调节的阻值等于49.00Ω，此后将电阻箱和位置对调，其他条件保持不变，再调整的阻值，当的阻值等于36.00Ω时，灵敏电流计G的示数也恰好为零，则___________Ω。10．某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A．电流表A1（内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA）B．电流表A2（内阻约为0.4Ω，量程为0.6A）C．定值电阻R0=900ΩD．滑动变阻器R（0-5Ω，允许通过的最大电流2A）E.干电池组（电动势为6V，内阻约0.05Ω）F.一个开关和导线若干 G.螺旋测微器，游标卡尺(1)如图，用螺旋测微器测金属棒直径为______mm；如图用游标卡尺测金属棒长为_______cm；(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“×1Ω"或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒阻值约为______Ω；(3)请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值，请在方框中画出电路图______；(4)若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的符号表达式为Rx=______（用I1，I2，R0，Rg表示）。