2024年高考物理实验决定导线电阻的因素针对训练含解析VIP

《试验：确定导线电阻的因素》针对训练1．在“测定金属的电阻率”试验中，所用测量仪器均已校准，待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。（1）用螺旋测微器测量金属丝直径，其中某次测量结果如图所示，其读数应为____mm（该值接近多次测量的平均值）。（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx，试验所用器材为：电池组（电动势为3V，内阻约为1Ω），电流表（内阻约为0.1Ω），电压表（内阻约为3kΩ），滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流为2A），开关，导线若干。某同学利用以上器材正确连接好电路，进行试验测量，记录数据如下：次数1234567U/V0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上试验数据可知，他测量Rx是采纳图中甲和乙中的图________（选填“甲”或“乙”）。（3）如图是测量Rx的试验器材实物图，图中已经连接好了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，请依据图中所选的电路图，补充完成实物图的连线。（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已经标出了与测量数据相对应的四个点，请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U－I图线，由图线得到金属丝的阻值Rx＝________Ω（保留两位有效数字）。（5）依据以上数据可估算出金属丝的电阻率约为______（填选项前的序号）。A．1×10－2Ω·mB．1×10－3Ω·mC．1×10－6Ω·mD．1×10－8Ω·m【答案】（1）0.399mm（2）甲（3）见解析（4）4.4Ω（4.4～4.6均可）（5）1×10－6Ω·m【解析】（1）螺旋测微器读数为0＋39.9×0.01mm＝0.399mm（2）甲（3）如图所示（4）Rx＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(2.30－0.10,0.520－0.020)Ω＝4.4Ω。（4.4～4.6均可）（5）C由Rx＝ρeq\f(l,S)得ρ＝eq\f(RxS,l)，代入数据得ρ≈1×10－6Ω·m。2．某同学为了测量电流表A1内阻的精确值，供应如下器材：电流表A1（量程300mA，内阻约为5Ω）；电流表A2（量程600mA，内阻约为1Ω）；电压表V（量程15V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为1A）；滑动变阻器R2（0～250Ω，额定电流为0.01A）；电源E（电动势3V，内阻较小）；定值定阻R0（5Ω）；导线、开关若干。（1）要求待测电流表A1的示数从零起先变更，且多测几组数据，尽可能减小误差。以上给定的器材中滑动变阻器应选________。请在虚线框内画出测量用的电路原理图，并在图中标出所选仪器的代号。（2）若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1，则r1的表达式为r1＝________。（3）上式中各符号的物理意义是__________。【答案】（1）R1电路原理图见解析（2）eq\f(I2－I1,I1)R0（3）I2、I1分别为某次试验时电流表A2、A1的示数，R0是定值电阻的阻值【解析】（1）要求待测电流表A1的示数从零起先变更，且多测几组数据，应当设计成分压电路，滑动变阻器应选阻值为0～10Ω的R1。电路原理图如图所示。（2）由I1r1＝（I2－I1）R0可得电流表A1的内阻r1的表达式为r1＝eq\f(I2－I1,I1)R0。（3）r1＝eq\f(I2－I1,I1)R0中I2、I1分别为某次试验时电流表A2、A1的示数，R0是定值电阻的阻值。3．为了更精确地测量某电压表的内阻RV（RV约为3.0×103Ω），该同学设计了图所示的电路图，试验步骤如下：A．断开开关S，按图连接好电路；B．把滑动变阻器R的滑片P滑到b端；C．将电阻箱R0的阻值调到零；D．闭合开关S；E．移动滑动变阻器R的滑片P的位置，使电压表的指针指到3V位置；F．保持滑动变阻器R的滑片P位置不变，调整电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值；G．断开开关S。试验中可供选择的试验器材有：a．待测电压表b．滑动变阻器：最大阻值2000Ωc．滑动变阻器：最大阻值10Ωd．电阻箱：最大阻值9999.9Ω，阻值最小变更量为0.1Ωe．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小变更量为0.1Ωf．电池组：电动势约6V，内阻可忽视g．开关、导线若干依据这位同学设计的试验方法，回答下列问题：（1）要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从供应的滑动变阻器中选用________（填“b”或“c”），电阻箱中选用________（填“d”或“e”）。（2）电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测________R真（填“＞”或“＜”＝；若RV越大，则eq\f(|R测－R真|,R真)越________（填“大”或“小”）。【答案】（1）d（2）>小【解析】（1）滑动变阻器选择分压式接法，故选择阻值较小的，c可用；电压表半偏时，所串联变阻箱电阻约为3000Ω，故变阻箱选择d。（2）由闭合电路欧姆定律可知，随着电阻箱的阻值变大，电源两端的路端电压随之变大，当电阻箱调至使电压表半偏时，此时电压表与变阻箱两端的总电压比变阻箱阻值为0时要大，故此时变阻箱的实际分压是大于电压表的，故有R测>R真，外电阻越大，干路电流越小，当外电阻变更时，路端电压的变更量越小，故测量误差也越小。4．用伏安法测定电阻约为5Ω的匀称电阻丝的电阻率，电源是两节干电池。如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上，底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。试验采纳的电路原理图如图乙所示，测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示。（1）用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动________夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动______使F固定后读数。（填仪器部件的字母符号）（2）依据电路原理图乙，用笔画线代替导线，将实物图丁连接成试验电路。（3）闭合开关后，滑动变阻器触头调至一合适位置后不动，多次变更P的位置，得到几组U、I、L的数据，用R＝eq\f(U,I)计算出相应的电阻值后作出R－L图线如图所示。取图线上两个点间数据之差ΔL和ΔR，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________。【答案】（1）DHG（2）见解析（3）eq\f(πΔRd2,4ΔL)【解析】（1）在用螺旋测微器测电阻丝的直径时，先转动粗调旋钮D，使测微螺杆F接近被测电阻丝，再转动微调旋钮H夹住被测物，直到棘轮发出声音为止，拨动止动旋钮G使F固定后读数。（2）（3）依据R＝ρeq\f(l,S)，得ΔR＝ρeq\f(ΔL,S)，而S＝eq\f(πd2,4)，代入得ρ＝eq\f(πΔRd2,4ΔL)。5．为测定一段金属丝的电阻率ρ，某同学设计了如图甲所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细匀称的电阻丝，电路中的爱护电阻R0＝4.0Ω，电源的电动势E＝3.0V，电流表内阻忽视不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。（1）试验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d＝________mm。（2）试验时闭合开关，调整滑片P的位置，分别测量出每次试验中aP长度x及对应的电流值I，试验数据如下表所示：x（m）0.100.200.300.400.500.60I（A）0.490.430.380.330.310.28eq\f(1,I)（A－1）2.042.332.633.033.233.57①将表中数据描在eq\f(1,I)－x坐标纸中，如图所示。试作出其关系图线，图象中直线的斜率的表达式k＝________（用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m（保留两位有效数字）。②依据eq\f(1,I)－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为________Ω（保留两位有效数字）。【答案】（1）0.400mm（2）①见解析eq\f(4ρ,πEd2)1.1×10－6Ω·m②1.4Ω【解析】（1）由题图乙所示螺旋测微器可知，其示数为0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。（2）①如图所示。依据图象由电阻定律可得R＝ρeq\f(x,S)，由欧姆定律可得：R＝eq\f(E,I)，则图象斜率k＝eq\f(\f(1,I),x)，S＝eq\f(πd2,4)联立解得：k＝eq\f(4ρ,πEd2)＝eq\f(Δ\f(1,I),Δx)代入数据得：k＝eq\f(3.6－1.8,0.6)＝3联立解得电阻率为：ρ＝eq\f(kπEd2,4)代入数据得：ρ≈1.1×10－6Ω·m；②依据eq\f(1,I)－x关系图线纵轴截距为1.8，此时待测电阻丝的电阻为0，由闭合电路欧姆定律得：E＝I（r＋R0）即：3＝eq\f(1,1.8)（r＋4.0）得：r＝1.4Ω6．小明对2B铅笔芯的导电性能感爱好，于是用伏安法测量其电阻值。（1）图是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图中画出。（2）小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U－I图上，如图所示。在图中，由电流表外接法得到的数据点是用_____（填“○”或“×”）表示的。（3）请你选择一组数据点，在图上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻__Ω。【答案】（1）见解析（2）见解析（3）1.6Ω（1.5～1.7均可）【解析】（1）连线如图甲所示。 （2）U－I图象如图乙所示，U－I图象的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外接法的数据点是用“×”表示的。（3）在U－I图象上，选用外接法所得的“×”连线，则R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝1.2Ω（1.1～1.3均可），选用内接法所得的“○”连线，则R＝eq\f(ΔU,ΔI)＝1.6Ω（1.5～1.7均可）。7．现要测量电流表G1的内阻，给出下列器材：电流表G1，量程5mA，内阻r1约为150Ω；电流表G2，量程10mA，内阻r2约为100Ω；定值电阻R1＝100Ω定值电阻R2＝10Ω；滑动变阻器R3，0～200Ω；干电池E，1.5V，内阻未知；单刀单掷开关S导线若干（1）定值电阻选________________；（2）如图所示，在虚线框中已画出部分试验电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号；（3）若选测量数据中的一组计算r1，所用的表达式为r1＝_______，式中各符号的意义是_____________。【答案】（1）R1（2）见解析（3）eq\f(R1(I2－I1),I1)I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值【解析】（1）若选R2，则其阻值太小，电流过大，而R1与G1内阻相当，故选R1。（2）电路图如图所示。G2的示数－G1的示数为通过R1的电流值。（3）由并联电路特点得：I1r1＝R1（I2－I1）r1＝eq\f(R1(I2－I1),I1)I1、I2分别表示电流表G1、G2的读数，R1表示定值电阻R1的阻值。8．电学试验中常常须要测量电阻的阻值。（1）测电阻的方法有许多种，现在供应一只标有“220V40W”的灯泡，它正常工作时的电阻为________Ω。若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻，则测出的电阻值________（填“大于”“等于”或“小于”）灯泡正常工作时的电阻值。（2）用下列器材设计一个试验，测量该灯泡正常工作时的电阻值。A．220V沟通电源B．单刀双掷开关一个C．电阻箱一个，0～999.9Ω，额定电流0.5AD．定值电阻一个，0.5kΩ，额定电流0.3AE．沟通电流表一个，0～0.3A请在虚线框内画出电路原理图。【答案】（1）1210Ω小于（2）见解析【解析】（1）正常工作时电压为额定电压，故有P＝eq\f(U2,R)，所以R＝eq\f(U2,P)＝1210Ω；灯泡在正常工作时发热，灯丝电阻率增大，电阻增大，因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值。（2）应用替代法．因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值，故应串联肯定值电阻，电路原理图如图所示。9．电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法），试验室供应的器材如下：待测电压表，量程3V，内阻约为3000Ω；电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；滑动变阻器R1，最大阻值100Ω，额定电流2A；电源E，电动势6V，内阻不计；开关2个，导线若干。（1）虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整，如图。（2）依据设计的电路，写出试验步骤：__________________________。（3）将这种方法测出的电压表内阻记为RV′，与电压表内阻的真实值RV相比，RV′____RV（填“＞”、“＝”或“＜”），主要理由是_________________。【答案】（1）见解析（2）见解析（3）＞断开S2，调整电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大【解析】（1）试验电路图如图所示。（2）移动滑动变阻器的滑片，以保证通电后电压表所在支路分压最小；闭合开关S1、S2，调整R1，使电压表的指针满偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开S2，调整电阻箱R0，使电压表的指针半偏，读取电阻箱的电阻值，此即为测得的电压表内阻。（3）断开S2，调整电阻箱R0使电压表成半偏状态，电压表所在支路总电阻增大，分得的电压也增大，此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压，故RV′＞RV。10．有一根瘦长且匀称的空心金属管线，长约30cm，电阻约为5Ω，已知这种金属的电阻率为ρ，现在要尽可能精确测定它的内径d。（1）用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为________mm，应用________（选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”）测金属管线的长度L；（2）测量金属管线的电阻R，为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A．电压表0～3V，内阻约10kΩB．电压表0～15V，内阻约50kΩC．电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩD．电流表0～3A，内阻约0.01ΩE．滑动变阻器，0～10ΩF．滑动变阻器，0～100Ω要求较精确地测出其阻值，电压表应选______，电流表应选_________，滑动变阻器应________；（填序号）（3）试验中他的实物接线如图b所示，请指出接线中的两处明显错误。错误1：___________________________________________________________________错误2：_________________________________________________________________（4）用已知的物理常数和应干脆测量的物理量（均用符号表示），推导出计算金属管线内径的表达式d＝______________；（5）在试验中，下列说法正确的是________。A．为使电流表读数明显，应使电流尽可能大些B．为操作便利，中间过程可保持开关S始终处于闭合状态C．千分尺的精确度是千分之一毫米D．用千分尺测量直径时必需估读一位【答案】（1）5.200毫米刻度尺（2）ACE（3）错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采纳了电流表内接法（4）eq\r(D2－\f(4ρIL,πU))（5）D【解析】（1）螺旋测微器的读数为：D＝5mm＋20.0×0.01mm＝5.200mm；测量30cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量。（2）由于两节干电池的电动势为3V，所以电压表应选A；由于通过金属管的最大电流为Im＝eq\f(U,Rx)＝eq\f(3,5)A＝0.6A，所以电流表应选C；为了较精确地测出其阻值，滑动变阻器应选E。（3）由于待测金属管阻值远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，连线图中的两处明显错误分别是：错误1：导线连接在滑动变阻器的滑片上；错误2：采纳了电流表内接法。（4）设金属管线内径为d，依据电阻定律应有：R＝eq\f(ρL,\f(1,4)πD2－\f(1,4)πd2)，又R＝eq\f(U,I)，联立可得：d＝eq\r(D2－\f(4ρIL,πU))（5）由金属的电阻率随温度的上升而增大可知，通过待测金属管线的电流不能太大，所以A错误；为减小温度的影响，中间过程应断开开关，所以B错误；千分尺的精确度是0.01mm，即应精确到eq\f(1,100)毫米，所以C错误；千分尺读数时必需估读一位，即估读到0.001mm，所以D正确。11．如图是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图。图中匀称的长直玻璃管内径为d，里面充溢待测导电液体，玻璃管两端各装有一电极，电极距离为L。（1）依据实物连线图在虚线框内画出试验的电路原理图，其中导电液体用电阻Rx表示．（2）在接通电路前，为保证器材平安滑动变阻器的滑片P应移到最________端（填“左”或“右”）。在电路调试时，该同学发觉：闭合开关S1后，单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5V、电流表示数为180μA；单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6V、电流表示数为164μA.正式测量时，为减小试验误差，单刀双掷开关S2应接到________点（填“a”或“b”）（3）该同学正确完成试验，测得该段液体的电阻R0，则该导电液体的电阻率的表达式为ρ＝___________（用R0、L、d等表示）。【答案】（1）如图所示（2）右b（3）eq\f(πR0d2,4L)【解析】（1）电路原理图如图所示。（2）接通电路前为保证电路的平安，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，即滑片应移到最右端。分别运用内接法和外接法时电流表示数变更大，电压表示数变更小，说明电流表对示数影响较小，即电流表内阻远小于被测电阻，为减小误差应当采纳电流表内接法，故接b点。（3）依据欧姆定律R＝eq\f(U,I)、电阻定律ρ＝eq\f(RS,L)及S＝π（eq\f(d,2)）2可得电阻率ρ＝eq\f(πR0d2,4L)。12．某些固体材料受到外力后除了产生形变外，其电阻率也要发生变更，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变更的现象称为“压阻效应”。现用如图的电路探讨某长薄板电阻Rx的压阻效应，已知Rx的阻值变更范围为几欧到几十欧，试验室中有下列器材：A．电源E，3V，内阻约为1ΩB．电流表A1，0.6A，内阻r1＝5ΩC．电流表A2，6A，内阻r2约为1ΩD．开关S，定值电阻R0（1）为了比较精确地测量电阻Rx的阻值，依据虚线框内电路图的设计，甲表选用________（选填“A1”或“A2”），乙表选用________（选填“A1”或“A2”）。（2）在电阻Rx上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），闭合开关S，登记电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得Rx＝________（用字母表示）。（3）变更力的大小，得到不同的Rx值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并变更力的大小，得到不同的Rx值，最终绘成的图象如图所示。当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝_______________。（各物理量单位均为国际单位）（4）定值电阻R0的阻值应当选用________________。A．1ΩB．5ΩC．10ΩD．20Ω【答案】（1）A1A2（2）eq\f(I1r1,I2－I1)（3）16－2F（4）B【解析】（1）由于A1内阻确定，并且与待测电阻接近，与待测电阻并联，用来测出待测电阻Rx两端的电压，用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流，依据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值，电路连接如图所示。（2）待测电阻两端的电压U＝I1r1，流过待测电阻的电流I＝I2－I1，因此待测电阻的阻值为Rx＝eq\f(I1r1,I2－I1).（3）由图象的对称性可知，加上相反的压力时，电阻值大小相等；图象与纵坐标的交点为16Ω，当R＝7Ω时，对应的力为4.5N，因此函数表达式Rx＝16－2F。（4）整个回路总电流不能大于0.6A，而电动势为3V，因此总电阻应略大于5Ω，而电源内阻约为1Ω，因此定值电阻R0的阻值应选5Ω，即可保证电流不超过量程，也保证电流不太小，两块电流表读数精确。13．某同学欲测量一卷粗细匀称、阻值约为100Ω的金属漆包线的长度，备选器材如下：A．量程为5mA、内阻r1＝50Ω的电流表A1B．量程为0.6A、内阻r2＝0.2Ω的电流表A2C．量程为6V、内阻r3约为15kΩ的电压表VD．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器E．定值电阻R1＝5ΩF．电动势E＝6V、内阻很小的直流电源G．开关一个、导线若干H．螺旋测微器（1）已知做成这种漆包线芯的金属丝的电阻率为ρ，若金属丝的电阻用R表示，直径用d表示，则这一卷漆包线的长度l＝________。（2）该同学用螺旋测微器测金属丝的直径如图甲所示，则螺旋测微器的示数d＝______mm。（3）为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻，电流表应选用________（选填“A”或“B”），请在图乙方框中画出试验原理电路图。（4）若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，这会使试验测得该漆包线的长度与真实值相比________（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）eq\f(πRd2,4ρ)（2）0.600（3）A见解析图（4）偏大【解析】（1）依据电阻定律R＝eq\f(ρl,S)，可得漆包线的长度l＝eq\f(πRd2,4ρ)。（2）螺旋测微器的示数为0.600mm；（3）金属丝中的最大电流I＝eq\f(E,R)＝0.06A，电流表A2的量程0.6A太大，测量的误差较大，故应选电流表A1，因A1的量程小于0.06A，故电路中应对电流表A1改装，使其量程变大，试验原理电路图如图所示；（4）若该同学在测量金属丝直径时没有去除漆包线表面的绝缘漆，则测量的直径偏大，由l＝eq\f(πRd2,4ρ)知，长度也偏大。14．要测量某种合金的电阻率（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．依据原理图在图丙中将实物连线补充完整．（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．依据以上测量数据推断，当S2处于位置________（选填“a”或“b”）时，测量相对精确，测量值Rx＝_______Ω。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）eq\f(πRD2,4l)0.650（2）见解析图（3）b2.9【解析】（1）合金丝电阻：R＝ρeq\f(l,S)＝ρeq\f(l,π\f(D,2)2)，则电阻率：ρ＝eq\f(πRD2,4l)；图示螺旋测微器读数为：0.5mm＋15.0×0.01mm＝0.650mm；（2）实物连线如图所示：（3）依据eq\f(ΔU,U1)＝eq\f(1.35－0.92,1.35)≈0.32，而eq\f(ΔI,I1)＝eq\f(0.32－0.30,0.30)≈0.07，可知，运用电流表外接法测量相对精确，即S2处于位置b，依据欧姆定律，则有：Rx＝eq\f(0.92,0.32)Ω≈2.9Ω。15．为了测量某待测电阻Rx的阻值（约为30Ω），有以下一些器材可供选择。电流表A1（量程0～50mA，内阻约10Ω）；电流表A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω）；电压表V1（量程0～3V，内阻很大）；电压表V2（量程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1.0A）；滑动变阻器R1（0～10Ω，允许最大电流2.0A）；滑动变阻器R2（0～1kΩ，允许最大电流0.5A）；单刀单掷开关S一个，导线若干。（1）电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________。（填字母代号）（2）请在下面的虚线框内画出测量电阻Rx的试验电路图。（要求所测量范围尽可能大）（3）某次测量中，电压表示数为U时，电流表示数为I，则计算待测电阻阻值的表达式为Rx＝________。【答案】（1）A1V1R1（2）见解析图（3）eq\f(U,I)－R【解析】（1）首先选取唯一性器材：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1.0A），单刀单掷开关S，导线。电源电动势约为3V，所以电压表选择V1（量程0～3V，内阻很大）；待测电阻Rx的阻值约为30Ω，流过Rx的最大电流为eq\f(3V,30Ω)＝0.1A＝100mA，假如电流表选择A2（量程0～3A，内阻约0.12Ω），指针偏转很小，测量不精确，所以只能选择A1（量程0～50mA，内阻约10Ω）；滑动变阻器R2的全值电阻太大，操作不便，所以滑动变阻器应选R1（0～10Ω，允许最大电流2.0A）。（2）因为试验要求所测量范围尽可能大，所以滑动变阻器应采纳分压接法；因为待测电阻Rx的阻值远小于电压表内阻，所以电流表采纳外接法；为了使流过电流表的电流不超过其最大量程，即50mA，应给待测电阻串联一个定值电阻R，起爱护作用．试验原理图如图所示。（3）依据欧姆定律可得Rx＝eq\f(U,I)－R。16．某同学通过试验测量一种合金的电阻率。（1）用螺旋测微器测量合金丝的直径。为防止读数时测微螺杆发生转动，读数前应先旋紧图1所示的部件________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）。从图中的示数可读出合金丝的直径为________mm。（2）图2所示是测量合金丝电阻的电路，相关器材的规格已在图中标出。合上开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中，发觉电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变更。由此可以推断：电路中________（选填图中表示接线柱的数字）之间出现了________（选填“短路”或“断路”）。（3）在电路故障被解除后，调整滑动变阻器，读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA，由此，该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω。为了更精确地测出合金丝的阻值，在不更换试验器材的条件下，对试验应作怎样的改进？请写出两条建议。【答案】（1）B0.410（2）7、9断路（3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。（或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值）【解析】（1）读数前应先旋紧B防止读数时测微螺杆发生转动．螺旋测微器读数＝0＋41.0×0.01mm＝0.410mm。（2）7、9之间发生断路，则内阻较大的电压表和内阻较小的电流表一起串联于电路中，此时变更阻值较小的滑动变阻器阻值时，对电压表和电流表的示数影响很小，符合题述现象，同时满意两表读数。（3）因为Rx＝58.7Ω>eq\r(RV·RA)＝30Ω，所以应选用电流表内接法。为了减小偶然误差可测量多组电流和电压值，计算电阻的平均值。或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻值。17．某试验小组在“测定金属电阻率”的试验过程中：（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，则它们的读数值依次是________mm、________A、________V.（2）已知试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、大功率状况下运用），电动势E＝4.5V，内阻较小。则A、B两电路图中，________（选填字母代号）电路为本次试验应当采纳的较好电路，但用此电路测量的金属丝电阻仍旧会比真实值偏________（选填“大”或“小”）。（3）若已知试验所用的电流表内阻的精确值RA＝2.0Ω，那么能精确测量出金属丝电阻Rx的电路应是A、B两电路图中的________（选填字母代号）电路．运用该电路试验时，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）。【答案】（1）0.9970.442.27（2）A小（3）Beq\f(U,I)－RA【解析】（1）螺旋测微器固定部分读数为0.5mm，可动部分可估读为49.7×0.01mm＝0.497mm，故读数为：0.5mm＋0.497mm＝0.997mm；电流表量程为0.6A，则最小分度为0.02A，读数为0.44A；电压表量程为3V，最小分度为0.1V，需估读一位，故读数为：2.27V。（2）因电源不能在大功率下长时间运用，则本试验应采纳限流接法；同时电压表内阻较大，由以上读数可知，金属丝电阻的内阻约为5Ω，故采纳电流表外接法误差较小，故选A电路；在试验中电压表示数精确，但电流表测量的是干路电流，故电流表示数偏大，则由欧姆定律得出的结果偏小，故用此电路测量的金属丝电阻会比真实值偏小。（3）因已知电流表内阻的精确值，则可以利用电流表内接法精确求出金属丝电阻，故应选B电路；金属丝电阻及电流表总电阻：R＝eq\f(U,I)，则金属丝电阻Rx＝R－RA＝eq\f(U,I)－RA。电流表内阻忽视不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。（1）试验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图所示，其示数为d＝________mm。（2）试验时闭合开关，调整滑片P的位置，分别测量出每次试验中aP长度x及对应的电流值I，试验数据如下表所示：x（m）0.100.200.300.400.500.60I（A）0.490.430.380.330.310.28eq\f(1,I)（A－1）2.042.332.633.033.233.57①将表中数据描在eq\f(1,I)－x坐标纸中，如图所示。请作出其关系图线，图线斜率的表达式k＝______（用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率ρ＝_____Ω·m（保留两位有效数字）。②依据图中eq\f(1,I)－x关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r＝________Ω（保留两位有效数字）。【答案】（1）0.400（2）①见解析图eq\f(4ρ,πEd2)1.1×10－6②1.3【解析】（1）由题图所示螺旋测微器可知，其示数为0mm＋40.0×0.01mm＝0.400mm。（2）①eq\f(1,I)－x图线如图所示，由闭合电路欧姆定律有，I＝eq\f(E,R0＋R＋r)，那么eq\f(1,I)＝eq\f(r＋R0,E)＋eq\f(R,E)，由电阻定律可知：R＝ρeq\f(x,S)＝ρeq\f(x,π\f(d,2)2)＝ρeq\f(4x,πd2)，则eq\f(1,I)＝eq\f(r＋R0,E)＋eq\f(4ρ,πd2E)x，则eq\f(1,I)－x图象的斜率：k＝eq\f(4ρ,πd2E)，由图示图象可知：k＝eq\f(Δ\f(1,I),Δx)≈3，电阻率ρ＝eq\f(kEπd2,4)，代入数据得：ρ≈1.1×10－6Ω·m。②由eq\f(1,I)－x关系图线知纵