高中物理伏安法测电阻实验题

2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究。他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的。我们平常所用的2B铅笔芯中就含有石墨，能够导电。某同学设计了探究2B铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据(I和U分别表示通过2B铅笔芯的电流和其两端的电压)。

U/V	0.00	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00
I/A	0.00	0.10	0.18	0.28	0.38	0.48

实验室提供如下器材：
A．电流表A₁(量程0．6A，内阻约为1．0)
B．电流表A₂(量程3A，内阻约为0．1)
C．电压表V₁(量程3V，内阻3k)
D．电压表V₂(量程l5V，内阻15k)
E．滑动变阻器R₁(阻值0～10，额定电流2A)
F．滑动变阻器R₂(阻值0～2k，额定电流0．5A)
①除长约l4cm的中华绘图2B铅笔芯、干电池(2节)、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其它器材有             (填选项前字母)；
②在答题卡的虚线方框中画出实验电路图。

小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大。某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）。实验时用到的器材有：电压表、电流表、滑动变阻器（变化范围0—10Ω）、电源、小灯泡、电键、导线若干。

I/A	0.12	0.21	0.29	0.34	0.38	0.42	0.45	0.47	0.49	0.50
U/V	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00	1.20	1.40	1.60	1.80	2.00

（1）在下面虚线框中画出实验电路图。要求尽量减少实验误差。
（2）在下面方格图中画出小灯泡的U—I曲线。

为了描绘标有“3V，0．4W”的小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡电压能从零开始变化．所给器材如下：A．电流表（0~200mA，内阻0．5Ω）   B．电流表（0~0．6A，内阻0．01Ω）  C．电压表（0~3V，内阻5kΩ）    D．电压表（0~15V，内阻50kΩ）   E．滑动变阻器（0~10Ω，0．5A）   F．滑动变阻器（0~1kΩ，0．1A）    G．电源（3V）      H．电键一个，导线若干．
（1）为了完成上述实验，实验中应选择的仪器是________________．
（2）在虚线框中画出完成此实验的电路原理图，并将实物按电路图用导线连好．

（3）此实线描绘出的I—U图线是            （填“曲线”或“直线”），其原因是______________________________________。

为了测定光敏电阻Rx的光敏特性．

（1）某同学使用多用表“×10”的欧姆挡测其大致电阻，示数如图甲所示，则所测得的阻值Rx＝_________ Ω；
（2）为了比较光敏电阻在正常光照射和强光照射时电阻的大小关系，采用伏安法测电阻得出两种“U-I”图线如图乙所示，由图线可知正常光照射时光敏电阻阻值为_______________ Ω，强光照射时光敏电阻阻值为____________ Ω；
（3）若实验中所用电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，图丙电路对___________ （填“正常光”或“强光”）照射时测得的误差较小．请根据图丙将图丁中的仪器连接成完整实验电路．

某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下：
（1）用20分度的游标卡尺测量其长度如下图所示，可知其长度为          mm；

（2）用螺旋测微器测量其直径如右上图所示，可知其直径为__________mm；
（3）用多用电表的电阻“×10”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，他还需要换档重新测量吗?______ （填“需要”或“不需要”）

（4）为更精确地测量其电阻，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A₁（量程0～3 mA，内阻约50 Ω）
电流表A₂（量程0～15 mA，内阻约30 Ω）
电压表V₁（量程0～3 V，内阻约10 kΩ）
电压表V₂（量程0～15 V，内阻约25 kΩ）
直流电源E（电动势4 V，内阻不计）
滑动变阻器R₁（阻值范围0～15 Ω）
滑动变阻器R₂（阻值范围0～2 kΩ）
开关S，导线若干
为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，电流表应选用____，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______。
（5）请在图中补充连线完成本实验。

有一待测的电阻器R_x，其阻值约在40～50Ω之间，实验室准备用伏安法来测量该电阻值的实验器材有：
电压表V（量程0～10V，内电阻约20kΩ）；
电流表A₁，（量程0～500mA，内电阻约20Ω）；
电流表A₂，（量程0～300mA，内电阻约4Ω）；
滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω，额定电流为2A）；
滑动变阻器R₂（最大阻值为250Ω，额定电流为0.1A）；
直流电源E（电动势为9V，内电阻约为0.5Ω）；
开关及若干导线．
实验要求电表读数从零开始变化，并能多测出几组电流、电压值，以便画出I﹣U图线．
（1）电流表应选用      ．
（2）滑动变阻器选用      （选填器材代号）．
（3）请在如图所示的方框内画出实验电路图．

要精确测量一个阻值约为5Ω的电阻丝R_x，实验室提供下列器材：
电流表A：量程100mA，内阻r₁约为4Ω；
电流表G：量程500μA，内阻r₂=750Ω；
电压表V：量程10V，内阻r₃约为10kΩ；
滑动变阻器R₀：阻值约为20Ω；
电池E：电动势E=1.5V，内阻很小；
电建K，导线若干。

（1）选出适当器材，并在答题卷方框内连接实物图；
（2）请指出需要测量的物理量，并写出电阻丝阻值的表达式。

为了测量某根金属丝的电阻率，根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R。某同学进行如下几步进行测量：
（1）直径测量：该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间，测量结果如图，由图可知，该金属丝的直径d=           。

（2）欧姆表粗测电阻，他先选择欧姆×10档，测量结果如图所示，为了使读数更精确些，还需进行的步骤是          。
A.换为×1档，重新测量                  B.换为×100档，重新测量
C.换为×1档，先欧姆调零再测量          D.换为×100档，先欧姆调零再测量

（3）伏安法测电阻，实验室提供的滑变阻值为0～20Ω，电流表0～0.6A（内阻约0.5Ω），电压表0～3V（内阻约5kΩ），为了测量电阻误差较小，且电路便于调节，下列备选电路中，应该选择          。

要测绘一个标有“3 V  0.9 W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V，并便于操作．已选用的器材有：
电池组(电动势为4.5 V，内阻约1 Ω)；
电流表(量程为0～250 mA，内阻约5 Ω)；
电压表(量程为0～3 V，内阻约30 kΩ)；
电键一个、导线若干．
（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)．
A．滑动变阻器(最大阻值20 Ω，额定电流1 A)
B．滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω，额定电流0.3 A)
（2）为了尽可能减少实验误差，实验的电路图中滑动变阻器应采用            接法（填分压式或限流式）；电流表应采用            （填外接法或内接法）。
（3）根据实验要求在框中作出实验电路图

为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告，某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电路元件，现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R₀（约为2k），二是手机中常用的锂电池（电动势标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材：

A．电压表V（量程4V，内阻极大）
B．电流表A₁（量程100mA，电阻R_A1约为5）
C．电流表A₂（量程2mA，电阻R_A2约为50）
D．滑动变阻器R₁（0--40，额定电流1A）
E．电阻箱R₂（0--999.9）
开关一只导线若干
（1）为了测定电阻R₀的阻值，小组的一位成员，设计了如图所示的电路原理图，所选取的相应的器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其他成员发现他在器材选取中有不妥之处你认为应该怎样调整？
（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R₁、电流表A₁已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。
请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）；

‚为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式：。

某同学利用一段长电阻丝测定一节干电池电动势和内阻．接好如图的实验装置后，将导线的接头O分别连接上电阻丝的a、b、c、d四位置并闭合电路测量．

（1）以图示的实验装置为准，a、b、c、d四位置选在从电阻丝左端开始而不是右端的理由是：              ；
（2）实验中得到两电表读数如表格：经检查，电阻丝某处发生断路．则根据表格，发生断路的位置在       （填写字母）两点之间，电源内阻为       Ω．

（3）（单选题）该同学使用的是均匀电阻丝且abcd四点等间距，在不修复电阻丝的情况下，O与电阻丝任意位置连接，不可能出现的电表读数是

A．1.15V

B．1.40V

C．0.23A

D．0.33ª

在测量未知电阻Rx阻值的实验中，可供选择的器材有：
待测电阻Rx（阻值约300）；
电流表A₁（量程20 mA，内阻约50 ）；
电流表A₂（量程50 mA，内阻约10 ）；
电阻箱R（0一999.9）；
滑动变阻器R₁（20 ，2A）；
滑动变阻器R₂（1 750 ，0.3 A）；
电源E（电动势6. 0 V，内阻不计）；
开关S及导线若干。
某同学采用如下方案进行测量：
    
a.按图甲连好电路，调节滑片P和R的阻值，使电流表指针指在合适位置，记下此时A₁示数I₁、A₂示数I₂和电阻箱阻值R₀；
b.将电流表A₁改接到另一支路（如图乙），保持电阻箱阻值R₀不变，调节P，使A₂示数仍为I₂，记下此时A₁示数；
c.计算得到Rx的阻值。
（1）该同学按图甲连成如图丙所示的电路，请指出第       条导线连接错误（填图丙中表示导线的数字）。
（2）正确连线后，闭合S，将P从左向右滑动，发现开始时A₂示数变化不大，当临近最右端时示数变化明显，这是选择了滑动变阻器            造成的（填“R₁”或“R₂”）。
（3）待测电阻Rx＝             （用I 、I₂、R₀、的某些量表示）；针对该实验方案， 电流表A₁的内阻            （填“会”或“不会”）造成系统误差。

欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：
A.电池组（3V，内阻1）  B.电流表（0~3A，内阻0.0125）
C.电流表（0~0.6A，内阻0.125） D.电压表（0~3V，内阻3k）
E.电压表（0~15V，内阻15k） F.滑动变阻器（0~20，额定电流1A）
G.滑动变阻器（0~2000，额定电流0.3A）  H.开关、导线
（1）上述器材中电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________；（填写各器材的字母代号）
（2）实验电路应采用电流表_____接法；（填“内”或“外”）
（3）设实验中，电流表、电压表的某组示数如图所示，图示中I=____A，U=___V。

（4）为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5A范围内改变请按要求在下面方框内画出测量待测金属导线的电阻R_x的原理电路图.

（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）_____________________                    

有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图所示．此金属材料重约1～2 N，长约为30 cm，电阻约为10Ω．已知这种金属的电阻率为，密度为．因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S₀，现有如下器材可选：

A．毫米刻度尺
B．螺旋测微器
C．电流表（600 mA，1. 0Ω）
D．电流表（3 A，0. 1Ω）
E．电压表（3 V，6 kΩ）
F．滑动变阻器（20 Ω，0. 5 A）
G．滑动变阻器（10 kΩ，2 A）
H．蓄电池（6 V，0.05Ω）
I．开关一个，带夹子的导线若千．
（1）除待测金属管线外，还应选用的器材有                     （只填代号字母）．
（2）在图中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器连成实际测量电路．

（3）实验中要测量的物理量有：      ，计算金属管线内部空间截面积S₀的表达式为S₀=
             。