一、选择题1．“测定金属的电阻率”实验中，以下操作中错误的是() A．用米尺测量金属丝的全长三次，算出其平均值B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表内接线路，多次测量后算出平均值；D．实验中保持金属丝的温度不变[答案]AC[解析]应量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法，故AC操作错误．二、非选择题2．(1)如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．(2)某同学从标称为“220V、25W”“220V、300W”“220V、500W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示．该灯泡的阻值是________Ω，标称的额定功率为________W.[答案](1)连线如图(2)160253．(2011·武汉模拟)在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验时，所用器材有：电动势为6V的电源，额定电压为2.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．要求能测出尽可能多组数据．图甲是没有连接完整的实物电路．(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整；(2)连好电路，闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表几乎不偏转，则故障的原因可能是__________________________________________________________；(3)排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________端滑动(选填“左”“右”)；(4)通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了如图乙所示的U－I图象．根据U－I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W；(5)图线是曲线而不是过原点的直线，原因是_______________．[答案](1)连线如图所示：(2)c段导线断路或灯泡损坏(3)右(4)0.5(5)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大4．(2011·宁德模拟)利用内阻为1Ω的电流表，内阻为5kΩ的电压表等如图所示的器材，测量一根粗细均匀的阻值约为5Ω 的合金丝的电阻率．(1)已知电源的电动势为6V, 滑动变阻器的阻值为0～20Ω.用实线代替导线，将图中的器材连接成实物电路图，要求尽量避免交叉，电流表、电压表应该选择合适的量程．(2)实验时螺旋测微器测量该合金丝的直径、米尺测量合金丝的长度，电流表、电压表的读数如图所示，由图可以读出合金丝的直径d＝________mm，合金丝的长度l＝________cm，流过合金丝的电流强度I＝________A，合金丝两端的电压U＝________V.(3)合金丝的电阻率ρ＝________.[答案](1)如图所示(2)0.20035.000.44 2.15(3)4.4×10－7Ω·m[解析](1)由于合金丝的电阻比电压表的内阻小得多，与电流表的内阻相当，因此采用电流表外接法；由于滑动变阻器的总电阻大于金属丝的电阻，因此滑动变阻器采用限流式接法．由电源的电动势为6V，因此电压表应该选择“＋”接线柱和“3”接线柱．电路中的最大电流为0.6A，因此电流表应选择“＋”接线柱和“0.6”接线柱，实物连线图如图所示．(2)略(3)R＝ρlS，S＝π(d2)2，解得ρ＝4.4×10－7Ω·m.4．在测定金属丝的电阻率的实验中：(1)用螺旋测微器测金属丝的直径如图所示，该金属丝的直径为________mm.(2)已知金属丝的电阻约为10Ω，现备有下列器材供测量金属丝的电阻时选用，应选用的器材有________(只填序号)．A．量程是0.6A，内阻约为0.5Ω的电流表B．量程是3A，内阻约为0.1Ω的电流表C．量程是3V，内阻约为6kΩ的电压表D．量程是15V，内阻约为30kΩ的电压表E．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器F．阻值为0～20Ω，额定电流为2A的滑动变阻器G．蓄电池6VH．开关一个，导线若干(3)画出用伏安法测上述金属丝电阻的电路．[答案](1)0.350(2)A、C、F、G、H(3)画电路时，还要确定内外接法：因R V/R x＝6000/10＝600>R x/R A ＝20，所以应选电流表外接法．如图所示．[解析](1)0.350；(2)显然G、H是唯一的必选器材．选电流表：估算的最大电流I max＝0.6A，选A；选电压表：D项电压表量程过大，由6V/15V＝1/2.5知，电压表指针偏转范围0～1/2.5，不足1/3，误差较大，C项电压表虽量程小些，但我们可通过变阻器调控，使总电流在0.3A以下，这时A项电流表指针可接近半偏，可见应选C.选滑动变阻器：由上述所选电压表要求，滑动变阻器必须采用分压电路，应选F项变阻器，显然，0～1000Ω的变阻器阻值太大，变化不明显，也不易操作，既可能烧坏电表，也会损坏本身．6．(2011·江西重点中学模拟)某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小)、电压表、待测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你在对应图中用笔连线画出实物连接图．(2)实验的主要步骤：a．正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；b．在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录________和________，断开开关；c．重复第b步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得上图的R－t关系图线，请根据图线写出该元件的R－t关系式：R＝________ .(4)由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏________．(5)如果实验室提供的恒定电流电源的输出电流为65mA，但没有合适的电压表，应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压？________.(填序号)A．电压表V1：量程3V、内阻3kΩ，定值电阻R1＝6kΩB．电压表V2；量程5V、内阻5kΩ，定值电阻R2＝10kΩC．电压表V3：量程10V、内阻10kΩ，定值电阻R3＝1kΩ[答案](1)如图所示(2)电压表示数温度计示数(3)100＋1.6t(其中100±1,1.6±0.1均可)(4)小(5)B[解析](1)电压表与热敏元件并联测热敏元件电压，其他组成串联电路．如图所示．(2)因为要测量该元件在不同温度下的阻值，所以要记录温度计示数和电压表示数，电压表示数与电源输出的电流值的比值就是热敏元件的阻值．(3)延长题图的R－t关系图线(图略)，找到图线与R轴的交点约为100Ω，在图线上找两点求斜率，约为1.6Ω/℃，所以R＝100±1.6t.(4)上述电路测量出来的值是电压表与热敏元件并联后的阻值，所以比它的真实值偏小．(5)由图线可知：热敏元件两端的电压约为6～14V，所以相当于要选择合适的器材，改装成量程为15V的电压表，所以只有B组符合要求．5．图(甲)为某同学测定额定电压为2.5V的小灯泡的I－U图线的实验电路图．(1)根据电路图，将图(乙)中的实物连接成完整的实验电路．(2)开关S闭合之前，图(乙)中滑动变阻器的滑片应该置于________(选填“A端”、“B端”或“AB正中间”)．(3)已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω，并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T＝273K＋t)，根据图(丙)画出的小灯泡I－U特性曲线，估算该小灯泡以额定电压工作时的温度约为________℃(保留两位有效数字)．[答案](1)见解析(2)A端(3)1.5×103[解析](1)如图(2)S 闭合之前，滑片应置于A 端．(3)由图象知，当U ＝2.5V 时，电流I ≈0.28A.电阻 R ＝U I ≈9Ω，由题知，电阻值与灯丝的热力学温度成正比，故有：27＋2731.5＝T 9解得T ＝1800K.∴t ≈1.5×103℃.6．(2011·唐山模拟)为了确定一卷金属漆包线的长度，可通过测定其电阻值和去掉漆层后金属导线的直径来实现．现仅有下列器材：①待测漆包线：电阻值R L 在40～50Ω之间，其材料的电阻率ρ＝1.7×10－8Ω·m ；②电流表：量程1mA，内阻R A＝50Ω；③电压表：量程6V，内阻R V＝4kΩ；④电源E：电动势约9V，内阻不计；⑤滑动变阻器R：阻值范围0～10Ω；⑥螺旋测微器，开关S，导线若干．(1)若这卷漆包线的电阻值为R L，金属导线的直径为d，金属电阻率为ρ，则这卷漆包线的长度L＝________(用R L、d、ρ表示)．(2)为了尽可能准确地测定R L，要求两电表指针偏转至少达到满刻度的一半．某同学设计了以下四种不同的电路，其中合理的是________．(3)实验中测得d ＝0.200mm ，按合理的电路测量时，电流表和电压表的读数如图所示，则电流表的读数为________mA ，电压表的读数为________V ，可求得该金属漆包线的长度L ＝________m.[答案] (1)πd 2R L 4ρ(2)C (3)0.60 4.8 92 [解析] 本题是通过测金属导线的电阻来测金属导线的长度．考查测量原理、测量电路方案的选择、电表的读数及实验数据的处理．由R L ＝ρL S ＝ρL π(d /2)2，得L ＝πR L d 24ρ，要准确地测量电阻R L ，应考虑电流表的内外接，同时要使两电表的刻度至少达到满刻度的一半，应选用滑动变阻器的分压接法．7．(2011·海淀模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：________．(2)在图甲中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路．(3)利用实验中得到的实验数据在I－U坐标系中，描绘出了图乙所示的小电珠的伏安特性曲线．根据此图给出的信息，可以判断出图丙中正确的是(图中P为小电珠功率)________．[答案](1)R1A2(2)见解析图(3)BD[解析](1)为方便电路调节，滑动变阻器应选择R1；小电珠正常工作时I额＝0.3A＝300mA>100mA，故电流表应选A2.(2)因为要求小电珠上的电压从0开始增大，应选用分压电路；而小电珠正常工作时R灯＝UI＝3.80.3Ω≈13Ω≪R V＝5kΩ，故电流表应选择外接法，其实验电路如图所示．(3)在I－U图象中，图线斜率逐渐减小，小电珠的R逐渐增大；由P＝U2R知在P－U2图象中，图线的斜率1R应逐渐减小，故B正确；由P＝I2R知在P－I2图象中图线斜率R应逐渐增大，故D正确．10．(2011·山东)某同学利用图甲所示电路，探究了电源在不同负载下的输出功率．(1)所得实验数据如下表，请画出U－I的图象．(2)功率为________W．(保留两位有效数字)(3)实验完成后，该同学对实验方案进行了反思，认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患，并对电路重新设计．在图乙所示的电路中，你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率，又能消除安全隐患的是________．(R x阻值未知)[答案](1)如图所示(2)0.37(或0.36)(3)bc[解析]本题主要考查实验探究电源在不同负载下的输出功率，意在考查学生利用图象处理实验数据的能力、实验原理分析和实验改进的创新能力．第一问描点连线操作需要注意的是实验中有一个特殊的“坏点”(电流为0.35A时)，连线时要忽略它的存在．第二问利用图象解决实际问题，注意读数规则和有效数字就可以了．第三问需要综合对比四个图象的特点，选择符合题目两个要求的电路图．。
知|识|梳|理微知识❶实验目的1．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。
2．掌握螺旋测微器和游标卡尺的使用和读数方法。
3．会用伏安法测电阻，进一步测定金属的电阻率。
微知识❷实验原理1．螺旋测微器(1)构造：如图甲，S为固定刻度，H为可动刻度。
甲乙(2)原理：可动刻度H上的刻度为50等份，则螺旋测微器的精确度为0.01 mm。
(3)读数①测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不足半毫米部分由可动刻度读出。
②测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01 (mm)③如图乙所示，固定刻度示数为2.0 mm，可动刻度上的读数为15.0，最后的读数为：2.0 mm＋15.0×0.01 mm＝2.150 mm。
2．游标卡尺(1)构造(如图所示)：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺，尺身上还有一个紧固螺钉。
(2)用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm。
常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的，见下表：刻度格数刻度总长度每小格与1 mm的差值精确度(可准确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm(4)读数：若用x表示由主尺上读出的整毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数，则记录结果表达为(x＋K×精确度)mm。
3．伏安法测电阻电流表的内接法和外接法的比较内接法外接法电路图误差原因电流表分压U测＝U x＋U A电压表分流I测＝I x＋I V电阻测量值R测＝U测I测＝R x＋R A＞R x，测量值大于真实值R测＝U测I测＝RxRVRx＋RV＜R x，测量值小于真实值4.电阻率的测定原理：把金属丝接入如图所示的电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝的电流，根据Rx＝计算金属丝的电阻Rx，然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l，用螺旋测微器测量金属丝的直径d，计算出金属丝的横截面积S；根据电阻定律Rx＝ρ，得出计算金属丝电阻率的公式ρ＝＝。
