高中物理伏安法测电阻实验题

某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如下图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应。已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E（3 V，内阻约为1Ω）
B．电流表A₁（0．6 A，内阻r₁约为1 Ω）
C．电流表A₂（0．6 A，内阻r₂＝5Ω）
D．开关S，定值电阻R₀
①为了较准确地测量电阻R_x的阻值，请将电流表A₂接入虚线框内并画出其中的电路图。

②在电阻R_x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，记下电表读数，A₁的读数为I₁，A₂的读数为I₂，则R_x＝______________（用字母表示）。
③改变力的大小，得到不同的R_x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R_x值，最后绘成的图像如上图所示。当F竖直向下（设竖直向下为正方向）时，可得R_x与所受压力F的数值关系是R_x＝__________。（各物理量单位均为国际单位）
④定值电阻R₀的阻值应该选用________________。
A．1 Ω               B．5 Ω                C．10 Ω                D．20 Ω

一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V，1.5W”的小灯泡的I-U图线，现有下列器材供选用：
A．学生电源（直流9V）
B．开关一个、导线若干
C．电压表（0～3V，内阻约10kΩ）
D．电压表（0～6V，内阻约10kΩ）
E．电压表（0～10V，内阻约30kΩ）
F．电流表（（0～0.3A，内阻约0.1Ω）
G．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
H．电流表（0～3A，内阻约0.6Ω）
I．滑动变阻器（20Ω，2A）
J.滑动变阻器（200Ω，1A）
（1）实验中需用到的仪器有__________________（用字母序号表示）；
（2）在下面方框内画出实验电路图；
    
（3）对应实验电路图将实物连线补充完整。

为精确测量额定电压为3V的某电阻R的阻值，某同学先用如图所示的指针式多用电表粗测其电阻．他将红黑表笔分别插入“+”、“一”插孔中，将选择开关置于“×1”档位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测阻值时发现指针偏转角度较小（如图甲所示）。试问：

（1）为减小读数误差，该同学应将选择开关置于“        ”位置。
（2）再将红、黑表笔短接，此时发现指针并未指到右边的“0Ω”处（如图乙所示），那么他该调节   旋钮直至指针指在“0Ω”处再继续实验，结果看到指针指在如图丙所示位置。
（3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材：

A．灵敏电流表G（量程200μA，内阻300Ω）

B．电流表A（量程0.6A，内阻约0.3Ω）

C．电压表V1（量程3.0V，内阻约3kΩ）

D．电压表V2（量程15.0V，内阻约5kΩ）

E．滑动变阻器R₁（最大阻值为10Ω）
F．最大阻值为99.99Ω的电阻箱R₂
G．电源E（电动势4V，内阻可忽略）
H．电键、导线若干。
为了尽可能提高测量精确度，除电源、电键、待测电阻R、导线以外还应选择的最恰当器材（只需填器材前面的字母）有         。
请在下面的方框中画出你设计的电路图。

用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘灯泡的伏安特性曲线。
A．电压表V₁（量程6V、内阻很大）
B．电压表V₂（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω）
E．小灯泡（2A、5W）
F．电池组（电动势E、内阻r）
G．开关一只，导线若干
（1）某同学设计的实验电路图如下图，实验时，调节滑动变阻器的滑动片向右，则电压表V₁的示数      ，则电压表V₂的示数      。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点（I，U₁）、（I，U₂），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组的电动势E＝   V、内阻r＝    Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为    Ω，电池组的效率为            （结果保留两位有效数字）。

用甲图测量电源电动势E和内阻r 除了图中所给的器材，还有一只多用电表可用，通过多用电表来测量电源的路端电压和电路的电流，完成下面的实验步骤：

①断开开关S₁、S₂，把电阻箱的阻值调至最       （填“大”或“小”）；
②多用电表接a、b，选择直流电压5V挡，闭合开关S₁、S₂，调节电阻箱的阻值，此时表盘指针指在如图乙的P位置，则读得U₁=        V，断开开关S₁、S₂；
③多用电表改接c、d，选择直流电流500mA挡，保持电阻箱阻值不变，闭合开关 ，此时表盘指针指在如图乙的Q位置，则读得I₁=       A，断开开关；
④用U₁和I₁列出计算电动势E和内阻r的表达式：                           

测量电阻有多种方法。(1)若用多用电表欧姆挡测电阻，下列说法中正确的是（  ）
A．测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
(2)若用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡电阻的伏安特性曲线．
A．电压表V₁(量程6 V、内阻很大)
B．电压表V₂(量程4 V、内阻很大)
C．电流表A(量程3 A、内阻很小)
D．滑动变阻器R(最大阻值10 Ω、额定电流4 A)
E．小灯泡(2 A、5 W)
F．电池组(电动势E、内阻r)
G．开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V₁的示数增大，则电压表V₂的示数减小。
①请将设计的实验电路图在图中补充完整．


②每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V₁和电压表V₂的示数，组成两个坐标点(I，U₁)、(I，U₂)，标到U－I坐标系中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组的电动势E＝________ V、内阻r＝________ Ω.(结果均保留两位有效数字)
③在U－I坐标中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________ Ω，电池组的效率为________（此空填百分数，保留一位小数）。

（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）_____________________                    

实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度.该同学先测得导线横截面积为1.0mm²，查得铜的电阻率为1.7×10^－8 Ω·m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻R_x，从而确定导线的实际长度．可供使用的器材有：

电流表：量程0.6 A，内阻约0.2 Ω；
电压表：量程3 V，内阻约9 kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值5 Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值20 Ω；
定值电阻：R₀＝3 Ω；
电源：电动势6 V，内阻可不计；
开关、导线若干．
回答下列问题：
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R₁”或“R₂”)，闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”)．
(2)在实物图中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．

(3)调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50 A时，电压表示数如图乙所示，读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字)．

某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至_______档进行测量。（填选项前的字母）
A.直流电压10V；  B.直流电流5mA       C.欧姆×100；  D.欧姆×1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围0～20Ω,额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻1Ω）,E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。
Ⅰ.在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的划片P应置于最____端；（填“左”或“右”）
Ⅱ.在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是为不零，其原因是______两点之间的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2、3点”的导线）
Ⅲ该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而____________。（填“不变”、“增大”或“减小”）

某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值：
（1）表内电池的    极与红表笔相连；
（2）先把选择开关旋到“×1k”挡位，测量时指针偏转如图所示。请你简述接下来的测量过程：

①断开待测电阻，将选择开关旋到__   _ __；
②将两表笔短接，____________    ________；
③再接入待测电阻，重新读数；
④测量结束后，将选择开关旋到        。
（3）表盘的示数如图，则电阻值是     Ω。

（4）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如下图所示。其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω 。图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接。

有一待测的电阻器R_x ，甲乙两同学分别采用了不同的方法进行测量
（1）甲同学直接用多用电表测其电阻．用已经调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测量，发现指针偏转角度太大，这时应将选择旋钮指向欧姆挡“________”位置，调零后测量，其表盘及指针所指位置如图所示，则此段电阻丝的电阻为_______Ω．

（2）乙同学则利用实验室里下列器材进行了测量：
电压表V（量程0~5V，内电阻约10kΩ）
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4.5V，内电阻约为0.5Ω）
电键及若干导线
为了精确画出I―U图线．他设想电表读数从零开始变化，以便多测出几组电流、电压值，故电流表应选用________，滑动变阻器选用_________（选填器材代号），利用选择的器材，请你在方框内画出理想的实验电路图，并标注实验器材的编号．

在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为该电表的电路原理图.其中选用的电流表满偏电流I_g="10" mA，当选择开关接3时为量程250 V的电压表.该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度不均勻且对应数据没有标出，C为中间刻度.若指针

（1）若指针在图乙所示位置，选择开关接1时，其读数为______;选择开关接3时，其读数为______
（2）为了测选择开关接2时欧姆表的内阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到 了一个电阻箱，设计了如下实验：
①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R₁的阻值使电表指针满偏；
②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指中间刻度位置C处，此时电阻箱的示数如图丙，则C处刻度应为______Ω.
③计算得到表内电池的电动势为______V.(保留两位有效数字）
(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为______Ω.(保留两位有效数字）

某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表：

U/V	0.00	0.20	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00
I/A	0.000	0.050	0.100	0.150	0.180	0.195	0.205	0.215

 
现备有下列器材：
A．内阻不计的6V电源；
B．量程为0～3A的内阻可忽略的电流表；
C．量程为0～0.3 A的内阻可忽略的电流表；
D．量程为0～3V的内阻很大的电压表；
E．阻值为0～10Ω，额定电流为3A的滑动变阻器；
F．电键和导线若干。
（1）这个学习小组在实验中电流表应选             （填器材前面的字母）；
（2）请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个（      ）；

（3）利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线，如图所示，分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而            （填“变大”、“变小”或“不变”）；

（4）若把用电器Z接入如图所示的电路中时，电流表的读数为0.150A，已知A、B两端电压恒为2V，则定值电阻R₀

阻值为_______Ω。（结果保留两位有效数字）。

在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测量金属丝的长度1.010m。金属丝的电阻大约为4Ω。先用伏安法测出金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图中读出金属丝的直径为_________mm；

（2）在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测的电阻丝外，还有如下供选择的实验器材：
直流电源：电动势约3V，内阻很小；
电流表A₁：量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω；
电流表A₂：量程0～3.0A，内阻约为0.025Ω；
电压表V：量程0～3V，内阻约为3kΩ；
滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω；
滑动变阻器R₂：最大阻值50Ω；
开关、导线等。在可供选择的器材中，应该选用的电流表是_______，应该选用的滑动变阻器是__________；
（3）为减小实验误差，应选用如图中________(选填“甲”或“乙”)为该实验的电路原理图；

（4）若根据伏安法测出电阻丝的电阻为R_x＝4.2Ω，则这种金属材料的电阻率为__Ω·m．（保留二位有效数字）

利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率，所用电阻丝的电阻约为20 Ω。带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱，把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有：

电池组E（电动势为3.0 V，内阻约1 Ω）；
电压表V₁（量程0～15 V，内阻约50000 Ω）；
电压表V₂（量程0～3V，内阻约20000 Ω）；
电阻箱R（0～999.9 Ω）；
开关、导线若干。

实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；

B．将选用的实验器材，按照图甲连接实验电路；

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电压表达到某一合适的值，然后断开开关。记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，闭合开关，调整电阻箱的阻值，使电压表再次达到刚才的值。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；
F．断开开关，整理好器材。
（1）某次测量电阻丝直径d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d＝________mm；
           
（2）实验中电压表应选择______（填“V₁”或“V₂”）；
（3）用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的R–L关系图线，图线在R轴的截距为R₀，在L轴的截距为L₀，再结合测出的电阻丝直径d，写出电阻丝的电阻率表达式ρ＝________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。
（4）如果另一组同学做本实验时，选用器材完全相同，但调整电压表的值不同，得出的金属丝的电阻率是否相同_______（填“相同”或“不同”）。