2022十年高考物理大全分类解析 专题36 电阻电阻率测量

2022-2022十年高考物理大全分类解析专题36电阻电阻率测量1.（6分）（2022高考安徽理综第21题II）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直径为_______mm。（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图Ⅰ所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。【答案】（1）0.007mm0.640mm（2）实物电路连接如图。【解析】校零时螺旋测微器读数：0mm+0.01mm×0.7=0.007mm;测量时螺旋测微器读数：0.5mm+0.01mm×14.7=0.647mm;合金丝的直径的d=0.647mm-0.007mm=0.640mm2．（18分）.(2022高考北京理综第21题)某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。（1）现有电源（4V，内阻可不计），滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：A.电流表(0~3A，内阻约0.025Ω)25\nB.电流表(0~0.6A，内阻约0.125Ω)C.电压表(0~3V，内阻约3kΩ)D.电压表(0~15V，内阻约15kΩ)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用图1中的（选填“甲”或“乙”）（2）图2是测最Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线.请请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线.25\n（3）接通开关，改变滑动变阻器画片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值RX=U/I=Ω(保留两位有效数字)。（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是;若在（1）问中选用乙电路残生误差的主要原因是。（选填选项前的字母）A.电流表测量值小于流经RX的电流值B.电流表测量值大于流经RX的电流值C.电压表测量值小于RX两端的电压值D.电压表测量值大于RX两端的电压值（5）再不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻RX两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中正确的是。25\n增大时，U非线性增大，当x达到最大值时，U等于一个定值，所以反映U-x关系的示意图中正确的是C。（2022年高考重庆理综第6题）（2）某同学对有故障的电热毯进行探究。题6（2）图1是电热毯的电路示意图，其中电热线和导线通过金属接线片连接。题6（2）图2为测试电路实物图，A、B为测试表笔，电压表内阻很大，可视为理想电表。①请在答题卡虚线框内画出与题6（2）图2对应的电路图。25\n②断开K1，用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障，然后测得电热线的U—I曲线如题6（2）图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7Ω·m，电热线的直径为0.200mm。可求得此电热线的电阻为kΩ，总长度为m。（结果均保留两位有效数字）③为了进一步检查故障，该同学闭合开关K1和K2，用表笔A和B分别对题6（2）图1中所示的各点进行测试，部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路，位置在之间（在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项）。25\n答案：①电路如图。②0.5865③1′和2′解析：根据电热线的U—I曲线斜率等于电阻可得此电热线的电阻为0.58kΩ，由电阻定律，R=ρL/S，S=πd2/4可得电阻丝总长度为65m。2022~2022年高考题1.（2022·广东理综物理）某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸和电阻。①分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图15（a）和图15（b）所示，长度为_____cm，直径为_____mm。②按图15（c）链接电路后，实验操作如下：25\n（a）将滑动变阻器R1的阻值置于最_____处（填“大”或“小”）；将S2拨向接点1，闭合S1，调节R1，使电流表示数为I0；（b）将电阻箱R2的阻值调至最______（填“大”或“小”）；将S2拨向接点2；保持R1不变，调节R2，使电流表示数仍为I0，此时R2阻值为1280Ω；③由此可知，圆柱体的电阻为_____Ω。2（2022·山东理综）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：待测金属丝：Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；电压表：V（量程3V，内阻约3kΩ）；电流表：A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；电源：E1（电动势3V，内阻不计）E2（电动势12V，内阻不计）滑动变阻器：R（最大阻值约20Ω）螺旋测微器；毫米刻度尺；开关S；导线。①用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为mm。②若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选、电源应选（均填器材代号），在虚线框中（问答题卡）完成电路原理图。25\n3.（18分）（2022·北京理综）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧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的直径，其中某一次测量结果如图1所示，其读数应为m(该值接近多次测量的平均值）(2)用伏安法测金属丝的电阻R。实验所用器材为：电源（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，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由以上实验数据可知，他们测量R是采用图2中的图（选填：“甲”或“乙”）25\n图2甲图2乙(1)图3是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据（2）所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流变不至于被烧坏。(2)25\n这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。图4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R=Ω（保留两位有效数字）。(1)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率为（填选项钱的符号）。A.1×10-2Ω·mB.1×10-4Ω·mC.1×10-6Ω·mD.1×10-8Ω·m(2)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是（有多个正确选项）。A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C.若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除测量仪表引起的系统误差D.用U---I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差21.【答案】：（1）0.397（2）甲（3）如图3（4）如图44.5（5）C（6）CD4.（2022·25\n海南物理）图示电路可用来测量电阻的阻值。其中E为电源，R为已知电阻，Rx为待测电阻，可视为理想电压表，S0为单刀单掷开关，S1、S2为单刀双掷开关。（1）当S0闭合时，若S1、S2均向左闭合，电压表读数为U1；若S1、S2均向右闭合，电压表读数为U2.。由此可求出Rx=。（2）若电源电动势E=1.5V，内阻可忽略，电压表量程为1V，R=100Ω..。此电路可测量的Rx的最大值为Ω。25\n5.(2022江苏物理卷第11题)某同学利用如图2所示的实验电路来测量电阻的阻值。(1)将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻器R’后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到一组电压表的示数U与R的数据如下表：电阻R/Ω5.010.015.025.035.045.0电压U/V1.001.501.802.142.322.45请根据实验数据作出U-R关系图象。(2)用待测电阻Rx替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。利用(1)中测绘的U-R图象可得Rx=_________Ω。(3)使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。若仍用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻，则测定结果将_________(选填“偏大”或“偏小”)。现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定？6（2022天津理综卷第9题（4））某同学测量阻值约为25kΩ的电阻RX,现备有下列器材：A.电流表（量程122μA,内阻约2kΩ）；B.电流表（量程500μA,内阻约300Ω）；25\nC.电压表（量程15V,内阻约100kΩ）；D.电压表（量程50V,内阻约500kΩ）；E.直流电源（20V,允许最大电流1A）；F.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；G.电键和导线若干。电流表应选___.电压表应选__.(填字母代号)。该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：①___________________________________.②___________________________________.7.（2022福建卷）如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。25\n8：（2022·广东物理）某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括：输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器（千分尺）、米尺、电阻箱、开关和导线等（1）他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14（2）实验的主要步骤如下：①正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关；②读出电流表的示数，记录金属夹的位置；③断开开关，_________________，合上开关，重复②的操作。25\n（3）该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线，其斜率为________A-1·m-1(保留三位有效数字)；图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。（4）他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是________,其数值和单位为___________（保留三位有效数字）。图16ρ=kES=10.7×3×3.14×10-6Ω·m=1.01×10-4Ω·m。25\n9（2022·江苏物理）某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：（1）用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示．读得直径d＝　　　　ｍｍ．（2）该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻R（Ω）121.050.023.910.03.1导线直径d（mm）0.80l0.9991.20l1.4941.998导线截面积S（mm２）0.5040.7841.1331.7533.135请你根据以上数据判断，该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出R与S应满足的关系．（3）若导线的电阻率ρ＝5.1×10-7Ω·m，则表中阻值为3.1Ω的导线长度l＝ｍ（结果保留两位有效数字）.答案：（1）1.200（2）不满足R与S2成反比（3）19解析：由螺旋测微器的读数规则可读得直径d＝1.200mm。分析表中实验数据，将R与相应的横截面积S相乘，其值不等，说明导线的电阻R与截面积S不满足反比关系。将导线截面积S二次方，再与相应的导线的电阻R相乘，其值大约为30.73，这说明R与S2成反比。1025\n．（2022山东理综）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障（已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E）：①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是　　　　　（填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”）。②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至　　　　档（填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2．5mA”），再将　　　　（填“红”或“黑”）表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是　　　　、　　　　、　　　　。11．（2022·江苏物理）有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验：（1）用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺（游标尺上有20个等分刻度）的读数L=________cm.25\n（2）测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示（相关器材的参数已在图中标出）。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图中有一处连接不当的导线是_______.（用标注在导线旁的数字表示）（3）改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω。.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3Ω、RD=3.38Ω.他发现：在误差允许范围内，电阻R满足R2=Rd·RD，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.（用ρ、L、d、D表述）12.（2022·重庆理综）某研究性学习小组设计了图3所示的电路，用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系．图中E为直流电源，K为开关，K1为单刀双掷开关，V为电压表，A为多量程电流表，R为滑动变阻器，Rx为待测稀盐水溶液液柱．①实验时，闭合K之前将R的滑片P置于（填“C”或“D”）端；当用电流表外接法测量Rx的阻值时，K1应置于位置（填“1”或“2”）．②在一定条件下，用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如图4所示（不计由于通电导致的化学变化）．实验中Rx的横截面积为20cm2，长度为20cm，用内接法测量Rx的阻值是3500Ω，则其电阻率为Ω·m，由图中对应曲线（填“1”或“2”）可得此时溶液浓度约为%（结果保留2位有效数字）．25\n.答案:①D；1②35；10.012解析:根据R=ρL/S,得ρ=RS/L,代入已知数据,得电阻率ρ=35Ω·m。因为内接法测得的电阻较大，电阻率也较大，由图中对应曲线1中电阻率ρ=35Ω·m对应的溶液浓度约为0012%。12．（2022·四川理综·22）图为用伏安法测量电阻的原理图。图中：为电压表，内阻为4000Ω；为电流表，内阻为50Ω；E为电源，R为电阻箱，Rx为待测电阻，S为开关。（1）当开关闭合后电压表读数U=1.6V，电流表读数I=2.0mA。若将Rx=U/I作为测量值，所得结果的百分误差是。（2）若将电流表改为内接，开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是。（百分误差=×100%）13.（2022·山东理综）检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。可供使用的器材如下：A．待测滑动变阻器Rx，全电阻约5Ω（电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数）B．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.6ΩC．电流表A2，量程3A，内阻约0.12ΩD．电压表V1，量程15V，内阻约15KΩE．电压表V2，量程3V，内阻约3KΩ25\nF．滑动变阻器R，全电阻约20ΩG．直流电源E，电动势3V，内阻不计H．游标卡尺I．毫米刻度尺J．电键S导线若干（1）用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表___________(填“A1”或“A2”)，所选电压表为_________(填“V1”或“V2”)。（2）画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。电路原理图和对应的实物连接如图（3）为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式。25\n用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度l=n（D-）。①重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值1425\n．（2022·上海物理）为了测量一个阻值较大的末知电阻，某同学使用了干电池（1.5V），毫安表（1mA），电阻箱（0-9999W），电键，导线等器材。该同学设计的实验电路如图（a）所示，实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开K2，闭合K1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流强度值；然后保持电阻箱阻值不变，断开K1，闭合K2，此时电流表示数为I2＝0.80mA，记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为____________W。经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一致，因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图（b）所示的实验电路，实验过程如下：断开K1，闭合K2，此时电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开K2，闭合K1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为____________，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0。由此可测出Rx＝___________。15.（2022年高考海南物理）图１中电源电动势为Ｅ，内阻可忽略不计；电流表具有一定的内阻，电压表的内阻不是无限大，Ｓ为单刀双掷开关，R为待测电阻。当Ｓ向电压表一侧闭合时，电压表读数为U1,电流表读数为I1；当Ｓ向Ｒ一侧闭合时，电流表读数为I2。（１）根据已知条件与测量数据，可以得出待测电阻Ｒ＝___________。25\n（２）根据图１所给出的电路，在图２的各器件实物图之间画出连接的导线。16(2022·全国理综)用伏安法测量电阻阻值R，并求出电阻率ρ。给定电压表（内阻约为50kΩ）、电流表（内阻约为40Ω）、滑线变阻器、电源、电键、待测电阻（约为250Ω）及导线若干。25\n（1）画出测量R的电路图。（2）图1中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，试写出根据此图求R值的步骤：。求出的电阻值R＝。（保留3位有效数字）（3）待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体，用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径，结果分别如图2、图3所示。由图可知其长度为，直径为。（4）由以上数据可求出ρ＝。（保留3位有效数字）25\n25