高中物理用多用电表测电阻实验题

(14分)有一金属电阻丝的阻值约为20，现用以下实验器材测量其电阻率：
A．电压表 (量程0～15V，内阻约为15) 
B．电压表 (量程0～3V，内阻约为3)
C．电流表 (量程0～0.3A，内阻约为0.5) 
D．电流表(量程0～3A，内阻约为0.1)
E．滑动变阻器(阻值范围0～1，允许最大电流0.2A)
F．滑动变阻器(阻值范围0～20，允许最大电流1.0A)
G．螺旋测微器
H．电池组(电动势3V，内电阻约为0.5)
I． 开关一个和导线若干
（1）某同学决定采用分压式接法调节电路．为了比较准确地测量出电阻丝的电阻，电压表选________，电流表选________，滑动变阻器选________．(只需填写器材前面的字母)

（2）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，示数如图甲所示，该电阻丝直径的测量值＝________mm；
（3）如图乙所示，将电阻丝拉直后两端分别固定在刻度尺两端的接线柱和上，其间有一可沿电阻丝滑动的触头，触头的上端为接线柱．当按下触头时，它才与电阻丝接触，触头位置可在刻度尺上读出．
该同学测电阻丝电阻的实物连接如图丙所示，在连接最后一根导线的左端到电池组正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正．
A．                            ;B．_________            _______________.
（4）实验中改变触头与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数保持不变，记录对应的电压表的示数和接入电路的电阻丝的长度．
利用测量数据描点作出图线，如图丁所示，并求得图线的斜率为．则用电阻丝的直径、电流和斜率表示电阻丝的电阻率＝________．

(11分)从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A₁的内阻r₁，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。

器材(代号)	规格
电流表(A1)	量程10 mA、内阻r1待测(约40 Ω)
电流表(A2)	量程500 μA、内阻r2="750" Ω
电压表(V)	量程10 V、内阻r3="10" kΩ
电阻(R1)	阻值约为100 Ω
滑动变阻器(R2)	总阻值约为50 Ω
电源(E)	电动势1.5 V、内阻很小
开关(S)、电线若干

 
①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图，其中符合实验要求的是（   ）

②请简要说明你选择原理图的理由                          。
③若选测量数据中的一组来计算r₁，则所用的表达式为r₁=　　　　，式中各符号的意义是　                        。

某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：

A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；

B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约；

C．电流表A2：量程0～600mA，内阻约；

D．电压表V：量程0～15V，内阻约；

E．滑动变阻器R₁：最大阻值；
F．滑动变阻器R₂：最大阻值；
G．开关．导线等
在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A₁”或“A₂”），应该选用的滑动变阻器是________（填“R₁”或“R₂”）；
（2）根据所选的器材画出实验的电路图
（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L．电阻R的数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5	6
长度L（cm）	20.0	25.0	30.0	35.0	40.0	45.0
电阻R（）	1.3	2.1	3.0	4.1	5.3	6.7

为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。

在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V，1.5W”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．现有如下器材：
直流电源（电动势3.0V，内阻不计）
电流表A₁（量程3A，内阻约0.1Ω）
电流表A₂（量程600mA，内阻约5Ω）
电压表V₁（量程3V，内阻约3kΩ）
电压表V₂（量程15V，内阻约200kΩ）
滑动变阻器R₁（阻值0～10Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R₂（阻值0～1kΩ，额定电流300mA）
（1）在该实验中，电流表应选择　   　（选填“A₁”或“A₂”），电压表应选择　   　（选填“V₁”或“V₂”），滑动变阻器应选择　   　（选填“R₁”或“R₂”）．
（2）某同学用导线a、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在图乙方框中完成实验的电路图．

（3）该同学连接电路后检查所有元器件都完好，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为　   　．
（4）由于电表内电阻的影响，本实验中电压表的示数　   　（填写“大于”、“等于”、“小于”）小灯泡两端的电压，电流表的示数　   　（填写“大于”、“等于”、“小于”）流过小灯泡的电流；电压表的内电阻对测量结果　   　（填写“有”、“无”）影响，电流表的内电阻对测量结果　   　（填写“有”、“无”）影响．

某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量一个圆柱形电阻的直径和高度，测量结果如图甲和乙所示，测量直径时应该用______（填A、B、C）部分进行测量，该工件的直径为______mm，高度为______mm.

‚他又用多用电表欧姆挡“×1”挡位测量了该电阻阻值，则该电阻阻值为______Ω

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R_g=100Ω，满偏电流I_g=3mA)
B. 电流表A₂(内阻约为0.4Ω，量程为0.6A)
C. 定值电阻R₀=900Ω
D.滑动变阻器R（5Ω，2A)
E.干电池组（6V，0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
(1)用螺旋测微器测金属棒直径为       mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度为      cm.

（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“x10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“x1Ω”或“x100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图所示，则金属棒的阻值约为______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。
(4)若实验测得电流表A₁示数为I₁,电流表A₂示数为I₂，则金属棒电阻的表达式为R_x=        。（用I₁,I₂,R₀,R_g表示）

某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究，现有如下器材：电源E（电动势为4V，内阻约为1Ω）；电流表A₁（量程5mA，内阻约为10Ω）；
电流表A₂（量程0.6A，内阻约为1Ω）；电压表V₁（量程3V，内阻约为l kΩ）；
电压表V₂（量程l5V，内阻约为3kΩ）；滑动变阻器R₁（阻值0～2Ω）；
滑动变阻器R₂（阻值0～20Ω）；开关及导线若干。
他对电阻丝做了有关测量，数据如下表所示：

编号	金属丝直径D/mm	金属丝直径的二次方D/mm^2	金属丝长度L/cm	电阻R/Ω
1	0.280	0.0784	100.00	16.30
2	0.280	0.0784	50.00	8.16
3	0.560	0.3136	100.00	4.07

①图乙是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图，则该同学应选择电路    （选填“A”或“B”）进行测量．电流表应选        ，电压表应选       ，滑动变阻器应选        。

②请你认真分析表中数据，写出电阻R与L、D间的关系式R=                        （比例系数用k表示），并求出比例系数k=       Ω•m（结果保留两位有效数字）。

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图1，由图可知其长度为      mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如图2，由图可知其直径为      mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图3，则该电阻的阻值约为      Ω．
（4）若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等，由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=      Ω•m．（保留2位有效数字）

（1）某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中，正确操作获得金属丝直径以及电流表、电压表的读数如图甲、乙、丙所示，则金属丝的直径的读数是__________．

（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20kΩ．电源为干电池（不宜在长时间、大功率状况下使用），电动势E=4.5V，内阻很小．则图丁电路图中__________（填电路图下方的字母代号）电路为本次实验应当采用的最佳电路．但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏__________．（填“大”或“小”）
（3）若已知实验所用的电流表内阻的准确值R_A是已知的，那么准确测量金属丝电阻R_r的最佳电路应是图丁中的__________电路（填电路图下的字母代号）．此时测得电流为I、电压为U，则金属丝电阻R_r=__________（用题中字母代号表示）．

图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中 E是电池； $R_1$ 、 $R_2$ 、 $R_3$ 、 $R_4$ 和 $R_5$ 是固定电阻， $R_6$ 是可变电阻；表头 $\mathit{GG}$ 的满偏电流为250 $\mathit{\mu A}$ ，内阻为 $480\Omega$ 。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆 $\times 100\Omega$ 挡。

（1）图（a）中的A端与__________（填"红"或"黑"）色表笔相连接。

（2）关于 $R_6$ 的使用，下列说法正确的是__________（填正确答案标号）。

A．在使用多用电表之前，调整 $R_6$ 使电表指针指在表盘左端电流"0"位置

B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整 $R_6$ 使电表指针指在表盘右端电阻"0"位置

C．使用电流挡时，调整 $R_6$ 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得 $R_1+R_2=$ __________ $\Omega$ ， $R_4=$ __________ $\Omega$ 。

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与"1"相连的，则多用电表读数为__________；若此时B端是与"3"相连的，则读数为__________；若此时B端是与"5"相连的，则读数为__________。（结果均保留3位有效数字）。

为了测量一精密金属丝的电阻率：
Ⅰ．先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为      Ω，然后用螺旋测微器测其直径为      mm，游标卡尺测其长度是      mm．

Ⅱ．为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V₁（量程3V，内阻约为15kΩ）
B．电压表V₂（量程15V，内阻约为75kΩ）
C．电流表A₁（量程3A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A₂（量程600mA，内阻约为1Ω）
E．滑动变阻器R₁（0～5Ω，0.6A）
F．滑动变阻器R₂（0～2 000Ω，0.1A）
G．输出电压为3V的直流稳压电源E
H．电阻箱
I．开关S，导线若干
为了测多组实验数据，则上述器材中应选用的实验器材有（填代号）      ．请在虚线框内设计最合理的电路图并将图5的实物连线．但用该电路电阻的测量值      真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）．如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率     ．

在“测定金属的电阻率”的实验中，

（1）某同学用螺旋测微器测金属丝直径时，测得结果如图1所示，则该金属丝的直径为      mm．
（2）用量程为3V的电压表和量程为0.6A的电流表测金属丝的电压和电流时读数如图2所示，则电压表的读数为       V，电流表的读数为      A．
（3）用米尺测量金属丝的长度L=0.810m．利用以上测量数据，可得这种材料的电阻率为      Ω•m（保留二位有效数字）．

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率步骤如下：
（1）用螺旋测微器测量其直径如右下图，可知其直径为___mm；
（2）用多用电表的电阻“”档，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图，则该电阻的阻值约为________Ω

（3）该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R，现有的器材及其代号和规格如下：
待测圆柱体电阻R
电流表（量程0~3mA，内阻约50Ω）
电流表（量程0~10mA，内阻约30Ω）
电压表（量程0~3V，内阻约10kΩ）
电压表（量程0~15V，内阻约25kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器（阻值范围0~15kΩ，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器（阻值范围0~2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）开关S、导线若干。
为使得实验误差较小，要求便于调节且测得多组数据进行分析，所选电流表_______；电压表______：滑动变阻器_______（填所选器材的符号），并在虚线框中画出测量的电路图

某金属导线长度为L，粗细均匀，为测定这种金属材料的电阻率，吴老师带领物理研究性小组做如下测量．
（1）用多用表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择      倍率的电阻挡（填：“×10”或“×1k”），并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如图1所示，测量结果R为      Ω．

（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图2所示，则直径d是      mm．
（3）这种金属材料的电阻率ρ=     ．（用题中字母L、R、d表示答案）

（每空2分，共10分）实验室进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10^－8 Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等。
⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔；选择电阻档“×1”；
②________________________________________________________________；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图（a）所示。

⑵根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图9（b）的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻；
⑶他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为_________mm；

⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。（结果保留两位有效数字）
⑸他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数。请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。（只需写出简要步骤）_____________________