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1、,【例1】(2009廣東高考)某實(shí)驗(yàn) 小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一 種金屬絲的電阻率,所用器材包括: 輸出電壓為3 V的直流穩(wěn)壓電源、 電流表、待測(cè)金屬絲、螺旋測(cè)微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等. (1)他們截取了一段金屬絲,拉直后固定在絕緣的米尺上,并在金屬絲上夾一個(gè)小金屬夾,金屬夾可在金屬絲上移動(dòng).請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,并連接電路實(shí)物圖(如圖實(shí)七-6甲).,(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下: 正確連接電路,設(shè)定電阻箱的阻值,開(kāi)啟電源,合上開(kāi)關(guān); 讀出電流表的示數(shù),記錄金屬夾的位置; 斷開(kāi)開(kāi)關(guān),_,合上開(kāi)關(guān),重復(fù)的操作 (3)該小組測(cè)得電流與金屬絲接入長(zhǎng)度關(guān)系的數(shù)據(jù),并據(jù)此繪出了
2、圖乙的關(guān)系圖線,其斜率為_(kāi)A-1m-1(保留三位有效數(shù)字);圖線縱軸截距與電源電動(dòng)勢(shì)的乘積代表了_的電阻之和,(4)他們使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖丙所示.金屬絲的直徑是_.圖乙中圖線的斜率、電源電動(dòng)勢(shì)和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是_,其數(shù)值和單位為_(kāi)(保留三位有效數(shù)字).,【標(biāo)準(zhǔn)解答】本題考查學(xué)生對(duì)測(cè)定電阻率實(shí)驗(yàn)的了解和基本儀器的使用,考查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算和實(shí)驗(yàn)誤差的理解,考查分析能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力. (1)實(shí)物圖連接如圖,答案:,【例2】(2009江蘇高考)有一根圓臺(tái)狀勻質(zhì)合金棒如圖實(shí)七-7甲所示,某同學(xué)猜測(cè)其電阻的大小與該合金棒的電阻率、長(zhǎng)度L和兩底面直徑d、
3、D有關(guān).他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):,(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量合金棒的兩底面直徑d、D和長(zhǎng)度L.圖乙中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個(gè)等分刻度)的讀數(shù)L=_cm. (2)測(cè)量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖丙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出).該合金棒的電阻約為幾歐姆.圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是_.(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示),(3)電路改正后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得合金棒的電阻R= 6.72 .根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為、長(zhǎng)為L(zhǎng)、直徑 分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd=13.3 、 RD=3.38 .他發(fā)現(xiàn):在誤差允許范圍內(nèi),電阻R滿足 R2=RdRD,由此推斷該圓臺(tái)狀合金棒的電阻R=_.(用、L、d、D表示),【標(biāo)準(zhǔn)
4、解答】本題源于課本中測(cè)量金屬導(dǎo)線的電阻率,考查游標(biāo)卡尺的讀數(shù),電路圖的連接,測(cè)電阻,意在考查考生對(duì)基本儀器、基本電路的掌握情況,同時(shí)題目又大膽創(chuàng)新,將圓柱體變化為圓臺(tái)狀導(dǎo)體,有效考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的遷移能力. (1)主尺讀數(shù)為9.9 cm=99 mm;游標(biāo)尺讀數(shù)為 80.05 mm=0.40 mm. 故讀數(shù)L=99 mm+0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm.,答案:,1.(2009海南高考)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一薄的金屬圓片的直徑和厚度,讀出圖實(shí)七-8中的示數(shù),該金屬圓片的直徑的測(cè)量值為_(kāi)cm,厚度的測(cè)量值為_(kāi)mm.,【解析】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為:12 mm+80.0
5、5 mm= 12.40 mm=1.240 cm 螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為:1.5 mm+18.20.01 mm= 1.682 mm. 答案:1.240 1.682或1.683,2.(2010天津模擬)某小組 的兩位同學(xué)采用“伏安法”測(cè) 金屬絲的電阻實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)同 一組數(shù)據(jù)進(jìn)行正確描點(diǎn)后,甲、 乙兩位同學(xué)根據(jù)自己的理解各 作出一條圖線,如圖實(shí)七-9 甲、乙所示,根據(jù)你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解,你認(rèn)為同學(xué)_的圖線正確,根據(jù)你選擇的圖線算出該金屬絲的電阻為 _.(保留兩位有效數(shù)字),【解析】當(dāng)金屬絲兩端電壓為零時(shí),通過(guò)的電流也為零,因此圖線必過(guò)原點(diǎn),故甲同學(xué)的圖線正確;在甲同學(xué)畫(huà)的圖線上距原點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方取一個(gè)點(diǎn),其坐
6、標(biāo)值為(0.4 A,1.52 V),故金屬絲電阻為: 答案:甲 3.8,3.在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,提供的電源是一節(jié)內(nèi)阻不計(jì)的干電池,被測(cè)金屬絲的直徑小于1 mm,長(zhǎng)度約為80 cm,阻值約為3 .使用的電壓表有3 V(內(nèi)阻約為3 k)和15 V(內(nèi)阻約為15 k)兩個(gè)量程,電流表有0.6 A(內(nèi)阻約為0.1 )和3 A(內(nèi)阻約為0.02 )兩個(gè)量程;供限流用的滑動(dòng)變阻器有最大阻值分別為 10 、100 、1 500 的三種,可供選擇的實(shí)驗(yàn)電路有如圖實(shí)七-10甲、乙所示的兩種.用螺旋測(cè)微器測(cè)金屬絲的直徑如圖丙所示,則:,(1)螺旋測(cè)微器的示數(shù)是_ mm. (2)為減小電阻的測(cè)量誤差,應(yīng)選
7、用_圖所示的電路. (3)為在測(cè)量中便于調(diào)節(jié),應(yīng)選用最大阻值為_(kāi)的滑動(dòng)變阻器. (4)電壓表的量程應(yīng)選用_V. (5)電流表的量程應(yīng)選用_A.,【解析】(1)固定尺上的讀數(shù)為2 mm,可動(dòng)尺上的讀為 所以螺旋測(cè)微器的示數(shù)為 2.0 mm+0.250(0.001) mm=2.250(0.001) mm. (2)由于金屬絲的電阻小,所以應(yīng)采用電流表外接法,即選用乙圖所示電路. (3)由于實(shí)驗(yàn)所用電源是一節(jié)干電池,其電動(dòng)勢(shì)E= 1.5 V,所以用最大阻值為10 的滑動(dòng)變阻器做限流電阻,才能使電路中的電流有明顯變化時(shí)操作方便.,(4)加在電壓表兩端的電壓不超過(guò)1.5 V,所以電壓表的量程應(yīng)選用3 V.
8、 (5)當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為零時(shí),電路中的電流最大, 所以電流表的量程應(yīng)選用0.6 A. 答案:(1)2.250(0.001) (2)乙 (3)10 (4)3 (5)0.6,4.某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí),電阻與截面積的關(guān)系,選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):,(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一導(dǎo)線的直徑如圖實(shí)七11所示,讀得直徑d=_mm. (2)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù):,請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷,該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系?若滿足反比關(guān)系,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不滿足,請(qǐng)寫(xiě)出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系. (3)若導(dǎo)線的電阻率=5.110-7 m,則表中阻值
9、為3.1 的導(dǎo)線長(zhǎng)度l=_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).,【解析】,答案:,5.用伏安法測(cè)量電阻阻值R,并求出電阻率. 給定電壓表(內(nèi)阻約為50 k)、電流表(內(nèi)阻約為 40 )、滑動(dòng)變阻器(總電阻為20 )、電源、電鍵、待測(cè)電阻(約為250 )及導(dǎo)線若干. (1)畫(huà)出測(cè)量R的電路圖(要求能盡量減小測(cè)量誤差). (2)圖實(shí)七-12中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的6組電流I,電壓U的值,試寫(xiě)出根據(jù)此圖求R的步驟:_ 求出電阻值R=_.(保留3位有效數(shù)字),(3)待測(cè)電阻是一均勻材料制成的圓柱體,用游標(biāo)為50分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度與直徑,結(jié)果分別如圖實(shí)七-13、14所示.由圖可知其長(zhǎng)度為_(kāi) cm,直徑為_(kāi)c
10、m.,(4)由以上數(shù)據(jù)可求出=_.(保留3位有效數(shù)字),【解析】(1)如圖所示 (2)作U-I直線,舍去左起第二點(diǎn),其余5個(gè)點(diǎn)盡量落在直線上或均勻分布在直線兩側(cè). 由圖象可得直線的斜率k=R. 則 (221237均可) (3)長(zhǎng)度L=8 mm+00.02 mm=8.00 mm=0.800 cm,答案:,6.(探究創(chuàng)新)冬季和春季降水量小,廣東沿海附近江河水位較低,漲潮時(shí)海水倒灌,出現(xiàn)所謂的“咸潮”現(xiàn)象,使沿海地區(qū)的城市自來(lái)水的離子濃度增高,水質(zhì)受到影響.為了研究“咸潮”出現(xiàn)的規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)河水電阻率的實(shí)驗(yàn).他在一根均勻的長(zhǎng)玻璃管兩端裝上兩個(gè)橡膠塞和鉑電極,如圖實(shí)七15甲所示,兩電極
11、相距L=0.314 m,其間充滿待測(cè)的河水.安裝前他用如圖乙所示的游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖丙所示.,他還選用了以下儀器:量程為15 V、內(nèi)阻約為300 k 的電壓表,量程為300 A、內(nèi)阻約為50 的電流表, 最大阻值為1 k的滑動(dòng)變阻器,電動(dòng)勢(shì)E=12 V、內(nèi)阻 r=6 的電池組、開(kāi)關(guān)各一個(gè)以及導(dǎo)線若干.圖丁所示 坐標(biāo)系中包括坐標(biāo)為(0,0)的點(diǎn)在內(nèi)的9個(gè)點(diǎn)表示他測(cè) 得的9組電流I、電壓U的值.,根據(jù)以上材料完成下列問(wèn)題: (1)測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑時(shí),應(yīng)用圖乙所示的游標(biāo)卡尺的A、B、C三部分中的_部分與玻璃管內(nèi)壁接觸.(填代號(hào)) (2)由圖丙可知,玻璃管的內(nèi)徑d=_mm. (3)待測(cè)河水的電阻率為多大?
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