【文档说明】【高考复习】高考物理 全程复习课后练习24 测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线（含答案解析）.doc，共(11)页，471.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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2020版高考物理全程复习课后练习24测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线1.测定一卷阻值约为30Ω的金属漆包线的长度，实验室提供下列器材：A．电流表A：量程0.6A，内阻RA约为20ΩB．电压表V：量程15V，内阻RV约为4kΩC．学生电源E：可提供20V直流电压D．滑动变阻器R1：阻

值范围0～10ΩE．滑动变阻器R2：阻值范围0～500ΩF．电键S及导线若干(1)为了较准确地测量该漆包线的电阻，滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)，并将图1方框中的电路图补画完整．(2)根据正确的电路图进行测量，某次实验中电压表与电流表

的示数如图2和图3所示，则电压表的读数U为________V，电流表的读数I为________A.(3)已知这种漆包线金属丝的直径为d，材料的电阻率为ρ，则这一卷漆包线的长度L=________(用U、I、d、ρ表示)．2.某同学描绘小灯泡的伏安特性曲线，实验器材有：电压表

：量程为3V，内阻为3kΩ电流表：量程为0.6A，内阻约为2Ω定值电阻R0：阻值为1kΩ小灯泡L：额定电压为3.8V滑动变阻器R：阻值范围为0～10Ω电池E：电动势为6V开关S，导线若干．该同学按如图甲所示的电路进行实验，通过正确实验操作和读数，得到了几组电压表的示数和电

流表的示数，部分数据如下表：(1)当电压表示数为1.20V时，小灯泡两端的电压为________V．(保留三位有效数字)(2)在图乙中画出小灯泡的伏安特性曲线．(3)若把这个小灯泡与电动势为3V、内阻为10Ω的干电池连接成闭合电路，此时小灯泡的电阻为________Ω，实际功率为______

__W.(结果保留两位有效数字)3.太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I—U特性．所用的器材包括：太阳能电池板，电源E，电流表A，电压表V，滑动变

阻器R，开关S及导线若干．(1)为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的______(选填“a”或“b”)．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的I—U图象．由图乙可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻__

________(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为__________Ω.(3)当有光照射时，太阳能电池板可视为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该太阳能电

池板视为电源时的电动势为________V；若把它与阻值为1kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，在该光照射情况下，该太阳能电池板的效率是________%.(结果保留三位有效数字)4.某实验小组在“测定金属

丝的电阻率”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、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则它们的读数依次是________mm、________A、______V.(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A、B两电路图中，________(选填字母符号)电路为本次实验应当采用的电路，但用此电路测量的金属丝电阻会偏________(选填“大”或“小”)

．(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的电路应是两电路图中的________(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)．5.要测

量某种合金丝的电阻率．(1)若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率ρ=________.用螺旋测微器测合金丝的直径如图甲所示，读数为________mm.(2)图乙是测量合金丝阻值的原理图，S2是单刀双掷开关．根据原理图在图丙中将实物图补充完整．(3)闭

合S1，当S2处于位置a时，电压表和电流表的示数分别为U1=1.35V，I1=0.30A；当S2处于位置b时，电压表和电流表的示数分别为U2=0.92V，I2=0.32A．根据以上测量数据判断，当S2处于位置_______

___(选填“a”或“b”)时，测量相对准确，测量值Rx=__________Ω(结果保留两位有效数字)．6.某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃～80℃范围内某热敏电阻的温度特性．所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT，其标称

值(25℃时的阻值)为900.0Ω；电源E(6V，内阻可忽略)；电压表(量程150mV)；定值电阻R0(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～999.9Ω)；单刀开关S1，单刀双掷开关S2.实验时，先按图(a

)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃.将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U0；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U0；断开

S1，记下此时R2的读数．逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0℃.实验得到的R2－t数据见下表.回答下列问题：(1)在闭合S1前，图(a)中R1的滑片应移动到________(填“a”或“b”

)端；(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t曲线；(3)由图(b)可得到RT在25℃～80℃范围内的温度特性．当t=44.0℃时，可得RT=______Ω；(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图(c)所示，该读数为________Ω，则手心温度为_

_______℃.7.为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30Ω)，有以下器材可供选择：电流表A1(量程为0～50mA，内阻约为10Ω)；电流表A2(量程为0～3A，内阻约为0.12Ω)；电压表V1(量程为0～3V，内阻很大)；电压表V2(量程为0～15V，内阻很大)；电源E(电动势约为3V，内

阻约为0.2Ω)；定值电阻R(20Ω，允许最大电流为1.0A)；滑动变阻器R1(0～10Ω，允许最大电流为2.0A)；滑动变阻器R2(0～1kΩ，允许最大电流为0.5A)；单刀单掷开关S一个，导线若干．根据以上器材设计电路，要求测量范围尽可能大、测量精确度高．(1)电流表应选______

______，电压表应选____________，滑动变阻器应选____________(填写器材符号)．(2)请在虚线框内画出测量电阻Rx阻值的实验电路图(并在电路图中标出所用元件的对应符号)．(3)若电压表示数为U，电流表示数为I，则待测电阻Rx的表达式为Rx=__

__________.8.为测绘一个标有“4V2.4W”的小电风扇(线圈电阻恒定)的U—I图线，电风扇两端的电压需要从零逐渐增加到4V，并便于操作，实验室备有下列器材：A．电池组(电动势为4.5V，内阻约为1Ω)B．电压表(量程为0～6V，内阻约为4kΩ

)C．电流表A1(量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω)D．电流表A2(量程为0～3A，内阻约为0.05Ω)E．滑动变阻器R1(最大阻值20Ω，额定电流1A)F．滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)G．开关和导线若干(1)实

验中所用的电流表应选________(选填“C”或“D”)，滑动变阻器应选(选填“E”或“F”)．(2)请用笔画线代替导线将实物图(图甲)连接成符合这个实验要求的电路．(3)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数大于0.5V时电风扇才开始转动，小电风扇的U—I图象如

图乙所示，则电风扇的电阻为________Ω，正常工作时的机械功率为________W.9.一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值，图中R0为标准定值电阻(R0=20.0Ω)；可视为理想电压表；S1为单刀开关，S2为单刀双掷开关；E为电源；R

为滑动变阻器．采用如下步骤完成实验：(1)按照实验原理线路图(a)，将图(b)中实物连线；(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置，闭合S1；(3)将开关S2掷于1端，改变滑动变阻器滑动端的位置，记下此时电压表的示数U1；然后将S2掷于2端，记下

此时电压表的示数U2.(4)待测电阻阻值的表达式Rx=________(用R0、U1、U2表示)．(5)重复步骤(3)，得到如下数据：(6)利用上述5次测量所得U2U1的平均值，求得Rx=____Ω.(保留1位小数)10

.要测绘一个标有“3V1.5W”的小灯泡的伏安特性曲线，备有下列器材：A．电压表(量程3V，内阻约6kΩ)；B．电压表(量程15V，内阻约30kΩ)；C．电流表(量程0.6A，内阻约0.5Ω)；D．电流表(量程3A，内阻约0.1Ω)；E．

滑动变阻器(阻值范围0～5Ω)；F．滑动变阻器(阻值范围0～100Ω)；G．直流电源(3V，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1.8V时小灯泡的实际功率为________W.答案解析1.答案为：(1)R1，电路图见解析；(2)13.5，0.46；(3)πd2U4ρI解析：(1)题目中给出的电源电压为20V，而给出的电压表量程为15V，为了便于控制，采用滑动变阻器分压接

法，故滑动变阻器选最大阻值较小的D；由于电流表的内阻与漆包线的阻值相差不多，测量电路应用电流表外接法，电路图如图所示；(2)电压表量程为15V，故最小分度为0.5V，读数为13.5V，电流表量程为0.6A，最小分度为0.02A，则读数为0.46A；(3)由电阻

公式可知：RL=UI=ρLS=ρLπd22，得漆包线的长度L=πd2U4ρI.2.答案为：(1)1.60；(2)见解析；(3)6.6，0.21；解析：(1)由题图甲可知，电压表与定值电阻串联后并联接在灯泡两端，则灯泡的实际电压为电压表两

端电压与定值电阻两端电压之和，则可知U1=UVRV(RV＋R0)=1.203×(3＋1)V=1.60V；(2)根据表中数据利用描点法可得出对应的I—U图象，如图所示；(3)若把这个小灯泡与电动势为3V、内阻为10Ω的干电池连接成闭合电路，电池的路端电压与灯泡两端的

电压相等，作出电源的伏安特性曲线，则两图线的交点表示灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压为1.18V，电流为0.18A；由欧姆定律可知，灯泡内阻RL=UI=1.180.18Ω=6.6Ω，灯泡的功率P=UI=1.18×0.

18W=0.21W.3.答案为：(1)a；(2)很大，1000；(3)2.80，64.3(64.1～64.5之间均可)；解析：(1)用题图甲中a电路可以在太阳能电池板上得到从零开始的电压，从而得到太阳能电池

板的伏安特性曲线，故应选a.(2)由题图乙可知，当电压小于2.00V时，通过太阳能电池板的电流为零，故太阳能电池板的电阻很大；当电压为2.80V时，电流为2.80mA，则太阳能电池板的电阻为R′=2.80V2.80×10－3A=1000Ω.(3)U—I图线纵轴截距表示电源电动势，太阳能电

池板视为电源时的电动势为2.80V；若把它与阻值为1kΩ的电阻连接构成一个闭合电路，则画出此电阻的U—I图线与太阳能电池板的U—I图线交于一点，读出U=1.80V，I=1.80mA，该太阳能电池板的效率是η=I

UIE=1.802.80×100%≈64.3%.4.答案为：(1)0.999(0.998～1.000)，0.42，2.27(2.25～2.29)；(2)A，小；(3)BUI－RA解析：(1)螺旋测微器固定部分为0.5mm，可动部分

可估读为49.9×0.01mm，故读数为：0.5mm＋49.9×0.01mm=0.999mm；电流表量程为0.6A，则最小刻度为0.02A，故读数为0.42A；电压表量程为3V，最小刻度为0.1V，故读数为2.27V．(2)因电源不能在大

功率下长时间使用，则本实验中滑动变阻器应采用限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，待测电阻的阻值约为5Ω，故采用电流表外接法误差较小；在实验中电压表示数准确，但电流测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小．所以选A电路，此电路测量的金属丝电阻会偏小．(3)

因已知电流表内阻的准确值，则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻，故应选B电路；待测电阻及电流表的总电阻R总=UI，则待测电阻Rx=R总－RA=UI－RA.5.答案为：(1)πRD24L，0.650；(2)实物图见解析；(3)b，2.9；解析：(1)合金丝电阻：R=ρLS=ρLπD22

，则电阻率：ρ=πRD24L；由题图甲可知，其读数为：0.5mm＋15.0×0.01mm=0.650mm；(2)实物图如图所示；(3)根据|ΔUU1|=1.35－0.921.35=0.32，而ΔII1=

0.32－0.300.30=0.07，可知，电压表变化较大，电流表内阻影响较大，因此电流表必须外接，即S2处于位置b，根据欧姆定律，则有：Rx=0.920.32Ω=2.9Ω.6.答案为：(1)b；(2)如图所示(

3)450；(4)620.0，33.0；解析：(1)闭合开关S1前，应让滑片移动到b端，使滑动变阻器连入电路的阻值最大．(3)由图象可知t=44.0℃时，电阻的阻值为450Ω.(4)由图(c)可得电阻箱阻

值为620.0Ω，由图象可得温度约为33.0℃.7.答案为：(1)A1V1R1；(2)如图所示；(3)UI－R(UI－20Ω也对)解析：(1)因电源电压约为3V，故电压表量程应选择0～3V，即选电压表V1；因待测电阻约为30Ω，则电路中的最大电流约为

100mA,0～3A的电流表量程太大，应选用量程为0～50mA的电流表，故选电流表A1；根据题意可知，电路应采用分压式接法，滑动变阻器应选用最大阻值较小的R1.(2)为了使测量范围尽可能大，同时为了提高实验的精确度，根据电压表和电流表

量程、待测电阻阻值分析可知，需将定值电阻接入电路与待测电阻串联；电压表的内阻很大，分流较小，故采用电流表外接法．(3)由欧姆定律可知R＋Rx=UI，可得Rx=UI－R.8.答案为：(1)C，E；(2)见解析；(3)2.5，1.5；解析：(1)电风扇的额定电流I=PU=0.6A，从读数

误差的角度考虑，电流表选择C，电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择最大阻值较小的E时误差较小，调节也方便；(2)因为电压、电流需从零开始测量，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻约6.67Ω，远小于电压表内阻，属

于小电阻，电流表采用外接法，实物图的连接如图所示；(3)电压表示数小于0.5V时电风扇没转动，根据欧姆定律得R=UI=0.50.2Ω=2.5Ω，正常工作时电压为4V，根据图象知电流为0.6A，则电风扇发热功率P′=0.36×2.5W=0.9W，则机械功率P″=(

2.4－0.9)W=1.5W.9.答案为：(1)实物连线如图(4)U2U1－1R0；(6)48.2；解析：(1)根据原理图，沿电流的流向依次连接．①先将E、R、S1连接起来，组成闭合回路．②将R0、Rx与R连接起来．③将、S2与Rx连接起

来．(4)由于为理想电压表，故S2接1、或接2时流过R0、Rx的电流相等．根据部分电路欧姆定律和串联电路的特点得U1R0=U2R0＋Rx解得Rx=U2U1－1R0(6)将各次的U2U1代入Rx=U2U1－1R0得Rx1=48.8ΩRx2=48

.6ΩRx3=47.8ΩRx4=48.0ΩRx5=47.8Ω然后求平均值，即Rx=Rx1＋Rx2＋Rx3＋Rx4＋Rx55=48.2Ω.10.答案为：(1)A，C，E；(2)实物图连接见解析；(3)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大，0.72；解析：(1

)灯泡额定电压为3V，故电压表应选择3V量程的A；由P=UI可知，I=PU=1.53A=0.5A，故电流表应选择C；本实验要求电流从零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，故滑动变阻器应选用最大阻值较小的E.(2)本实

验采用滑动变阻器分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应选用电流表外接法；如图所示．(3)灯泡电阻随温度的升高而增大，因此图象为曲线；当电压为1.8V时，电流为0.4A，则功率P=UI=1.8×0.4W=0.72W.