新高考物理一輪復習跟蹤練習專題8.3 實驗 描繪小燈泡伏安特性曲線和測定金屬電阻率（原卷版）

專題8.3實驗：描繪小燈泡伏安特性曲線和測定金屬電阻率【練】1．（2022·廣西柳州·模擬預測）發(fā)光二極管具有耗能少、體積小、亮度高等優(yōu)點，現(xiàn)已逐步取代傳統(tǒng)光源。某同學研究某發(fā)光二極管的伏安特性。經(jīng)正確實驗操作后，繪制的U—I圖像如圖乙所示，下列為實驗備選器材：A．電壓表V1（量程0—3V，內(nèi)阻約20kΩ）B．電壓表V2（量程0—15V，內(nèi)阻約100kΩ）C．電流表A1（量程0—50mA，內(nèi)阻約40Ω）D．電流表A2（量程0—6A，內(nèi)阻約2Ω）E．滑動變阻器R1（0—10Ω，額定電流2A）F．滑動變阻器R2（0—1000Ω，額定電流0.1A）G．電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計）H．開關S，導線若干（1）實驗時，電壓表應選用___________，電流表選用___________，滑動電阻器選用___________（填選項字母）；（2）圖甲為實驗時的部分電路實物圖，請用連線代替導線將電路補充完整；___________（3）已知該發(fā)光二極管的最佳工作電流為15mA?，F(xiàn)將它與電動勢為3V、內(nèi)阻不計的電池組相連，根據(jù)乙圖，還需串聯(lián)一個阻值R=___________Ω的電阻才能使它工作在最佳狀態(tài)（結果保留兩位有效數(shù)字）。2．（2022·廣東·模擬預測）（1）某同學用螺旋測微器測量一物體的直徑，讀出圖中讀數(shù)為___________mm（2）在測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，有電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.70Ω）；滑動變阻器R（10Ω，2A）。為了更準確地測出電源電動勢和內(nèi)阻設計了如圖所示的電路圖。①如圖所示在閉合開關之前為防止電表過載而滑動變阻器的滑動頭P應放在___________（選填“a”或“b”）處；②在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖所示的U-I圖線，由圖可得該電源電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。（3）某同學在設計電壓表改裝時，將一個內(nèi)阻為60Ω，滿偏電流為0.5mA的電流表表頭改成量程為3V的電壓表，需要___________（選填“串”或“并”）聯(lián)一個阻值___________Ω的電阻。3．（2022·新疆·模擬預測）一個學習小組要用伏安法描繪一個標有“3V，1.5W”的小燈泡的SKIPIF1<0圖線，現(xiàn)有下列器材供選用：A．電源（電動勢3V，內(nèi)阻不計）B．電流表（0~0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）C．電流表（0~3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）D．電壓表（0~3V，內(nèi)阻約為3kΩ）E.電壓表（0~15V，內(nèi)阻約15kΩ）F.滑動變阻器（0~5Ω，額定電流為2A）G.滑動變阻器（0~1000Ω，額定電流為2A）H.開關一個、導線若干（1）請在圖（a）中將電路實物連線補充完整；___________（2）實驗中電流表應選___________，電壓表應選___________，滑動變阻器應選___________（用字母序號表示）；（3）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（b）所示，若將該小燈泡直接接在電動勢SKIPIF1<0、內(nèi)阻SKIPIF1<0的電源兩端，則小燈泡此時的電阻為___________Ω。（結果保留3位有效數(shù)字）4．（2022·貴州貴陽·高三開學考試）（1）某同學用多用電表粗測一未知電阻SKIPIF1<0的阻值，選用倍率為“SKIPIF1<0”的歐姆擋測SKIPIF1<0的阻值時，多用電表的刻度盤的示數(shù)如圖所示，則該示數(shù)為______SKIPIF1<0。（2）為了精確測量末知電阻SKIPIF1<0的阻值，某同學采用了伏安法，要求實驗中得到盡可能多的實驗數(shù)據(jù)。除了開關、導線、待測電阻SKIPIF1<0外，還有以下實驗器材可供選擇：A．電壓表V（量程SKIPIF1<0，內(nèi)阻約為SKIPIF1<0）；B．電流表A1，（量程SKIPIF1<0，內(nèi)阻SKIPIF1<0約為SKIPIF1<0）；C．電流表A2，（量程SKIPIF1<0，內(nèi)阻SKIPIF1<0約為SKIPIF1<0）；D．滑動變阻器SKIPIF1<0，允許通過的最大電流為SKIPIF1<0；E．滑動變阻器SKIPIF1<0，允許通過的最大電流為SKIPIF1<0；F．電源（電動勢為SKIPIF1<0，內(nèi)阻不計）。（1）為了盡可能測量多組數(shù)據(jù)，電流表應選______，滑動變阻器應選______（均填寫器材前面的字母）（2）在答題卡上將虛線框中所示的器材符號連線，電流表和滑動變阻器均為①中正確選用的，畫出實驗電路的原理圖_________。5．（2022·貴州遵義·高三開學考試）某探究小組學習了多用電表的工作原理和使用方法后，為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進行了如下實驗探究。（1）該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，再用游標卡尺測得其長度L。（2）該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻SKIPIF1<0的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω，定值電阻SKIPIF1<0的阻值為10.0Ω，電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將SKIPIF1<0置于位置1，閉合SKIPIF1<0，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對應讀數(shù)I，實驗數(shù)據(jù)見下表。R/ΩI/ASKIPIF1<05.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.02.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中繪制出SKIPIF1<0圖像。再將SKIPIF1<0置于位置2，此時電流表讀數(shù)為0.400A．根據(jù)圖丙中的圖像可得SKIPIF1<0___________Ω（結果保留2位有效數(shù)字）。最后可由表達式SKIPIF1<0___________得到該材料的電阻率（用D、L、SKIPIF1<0表示）。（3）該小組根據(jù)圖乙電路和圖丙的SKIPIF1<0圖像，還可以求得電源電動勢E=___________V，內(nèi)阻r=___________Ω。（結果均保留2位有效數(shù)字）（4）持續(xù)使用后，電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測得電路的電流，仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會___________（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。6．（2022·全國·高三開學考試）某同學設計了如圖甲所示電路，測電池的電動勢和內(nèi)阻，電路中的器材待測電池、毫安表（內(nèi)阻為SKIPIF1<0）、阻值為SKIPIF1<0的定值電阻、粗細均勻的電阻絲（總阻值明顯大于SKIPIF1<0，P為可在電阻絲上移動的金屬夾）、開關兩個、導線若干。（1）將金屬夾夾在電阻絲a端，閉合開關SKIPIF1<0，再閉合開關SKIPIF1<0，移動金屬夾的位置，使電流表的指針發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，記錄電流表的示數(shù)SKIPIF1<0，電阻絲接入電路的長度SKIPIF1<0，斷開開關SKIPIF1<0，再移動金屬夾的位置，使電流表的示數(shù)仍為SKIPIF1<0，記錄電阻絲接入電路的長度SKIPIF1<0，再斷開開關SKIPIF1<0，則電阻絲單位長度的電阻SKIPIF1<0___________；（2）將金屬夾夾在電阻絲a端，保持開關SKIPIF1<0斷開，閉合開關SKIPIF1<0，多次調(diào)節(jié)金屬夾的位置，記錄多組電阻絲接入電路的長度L和電流表的示數(shù)I；作出SKIPIF1<0圖像，測得圖像與縱軸的截距為a，圖像的斜率為k，則電源的電動勢為SKIPIF1<0___________，SKIPIF1<0___________（用SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、k、a、SKIPIF1<0表示）；（3）用20分度的游標卡尺測量電阻絲的直徑d，示數(shù)如圖乙所示，則電阻絲的直徑SKIPIF1<0___________cm；則電阻絲的電阻率SKIPIF1<0___________（用SKIPIF1<0、d表示）。7．（2022·全國·高三開學考試）從下表中選出適當?shù)膶嶒炂鞑模O計一電路來測量電流表SKIPIF1<0的內(nèi)阻SKIPIF1<0，要求方法簡捷，盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。器材（代號）規(guī)格電流表SKIPIF1<0量程：20mA

內(nèi)阻待測SKIPIF1<0（約為50Ω）電流表SKIPIF1<0量程：100μA

內(nèi)阻SKIPIF1<0電壓表（V）量程：3V

內(nèi)阻SKIPIF1<0定值電阻SKIPIF1<0SKIPIF1<0滑動變阻器SKIPIF1<0最大阻值為SKIPIF1<0電池（E）電動勢為3V，內(nèi)阻不計開關、導線若干（1）在圖所示虛線框中畫出電路圖，并標明所用器材代號______。（2）若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計算SKIPIF1<0，則所用的表達式為SKIPIF1<0________，式中各符號的意義是________。8．（2022·遼寧·模擬預測）2020年，新冠肺炎蔓延全球，額溫槍測量體溫成為小區(qū)、商場常態(tài)。測溫槍中常用的測溫元器件是熱敏電阻。（1）若由實驗測得該熱敏電阻兩端的電壓U與通過它的電流I的關系如圖乙所示，可知該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高______（選填“逐漸增大”“逐漸減小”或“恒定不變”）。（2）該小組設計了如圖丙所示的電路驗證額溫槍測量溫度的準確性，已知電源電動勢SKIPIF1<0，內(nèi)阻忽略不計，SKIPIF1<0，熱敏電阻的阻值與溫度的關系如圖丁所示。由此可知溫度越高，電壓表示數(shù)______（選填“越大”或“越小”）；閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為SKIPIF1<0，則熱敏電阻的溫度為______℃（保留一位小數(shù)）。9．（2022·遼寧實驗中學模擬預測）某學習小組想自己動手通過實驗精確測量電阻SKIPIF1<0的阻值，有下列器材供選用：A．待測電阻SKIPIF1<0（約為100Ω）B．電壓表V（3V，內(nèi)阻約為3kΩ）C．電流表SKIPIF1<0（10mA，內(nèi)阻約為5Ω）D．電流表SKIPIF1<0（30mA，內(nèi)阻約為2Ω）E．滑動變阻器SKIPIF1<0（0~20Ω，額定電流3A）F．滑動變阻器SKIPIF1<0（0~2000Ω，額定電流0.5A）G．直流電源E（3V，內(nèi)阻約為1Ω）H．開關、導線若干（1）甲同學根據(jù)以上器材設計了用伏安法測量電阻的電路，能滿足SKIPIF1<0兩端電壓從零開始在盡可能大的范圍內(nèi)變化，并進行多次測量。請在圖1的虛線框中幫甲同學畫出實驗電路原理圖________；（標明所選器材的符號）（2）乙同學經(jīng)過反復思考，利用所給器材設計出了如圖2所示的測量電路，具體操作如下①按圖連接好實驗電路，閉合開關S1前調(diào)節(jié)滑動變阻器SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的滑片至適當位置；②閉合開關SKIPIF1<0，斷開開關SKIPIF1<0，調(diào)節(jié)滑動變阻器SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的滑片，使電流表SKIPIF1<0的示數(shù)恰好為電流表SKIPIF1<0的示數(shù)的一半；③閉合開關SKIPIF1<0并保持滑動變阻器SKIPIF1<0的滑片位置不變，讀出電壓表V和電流表SKIPIF1<0的示數(shù)，分別記為U、I；④比較甲、乙兩同學測量電阻SKIPIF1<0的方法，若僅考慮實驗的系統(tǒng)誤差，則甲同學SKIPIF1<0的測量值_______真實值，乙同學SKIPIF1<0的測量值_______真實值（以上兩空均選填大于、小于或等于）。10．（2022·廣東·模擬預測）某同學利用圖（a）電路測量量程為10mA的電流表內(nèi)阻（內(nèi)阻大約為幾十歐），可供選擇的器材有：滑動變阻器R1（最大值50Ω），滑動變阻器R2（最大阻值5kΩ），電阻箱R（最大值999.9Ω），電源E1（電動勢6V，有內(nèi)阻），電源E2（電動勢30V，有內(nèi)阻），開關1個，導線若干。實驗步驟如下：①按照（a）電路原理圖連接電路；將圖（a）中電阻箱阻值調(diào)為最大，將滑動變阻器的滑片移到最大阻值位置，閉合開關S1；②調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表A指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；③閉合開關S2，保持滑動變阻器的滑片位置不動，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)為8mA，記錄電阻箱的阻值；回答下列問題：（1）根據(jù)根據(jù)圖（a）所示電路將圖（b）中實物圖連線_______；（2）實驗步驟③中記錄電阻箱的阻值為240Ω，若認為調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器中的電流不變，則電流表內(nèi)阻的測量值為________Ω；（3）要求得到較高的實驗精度，認為閉合開關S2調(diào)節(jié)電阻箱時滑動變阻器中的電流10mA基本不變，以上備選器材中，滑動變阻器應選用________（填“R1”或“R2”），電源應選用________（填“E1”或“E2”）；（4）如果此電流表是由一個表頭和電阻并聯(lián)構成的，可推斷該表頭的滿刻度電壓約為________（填正確答案標號）。A．2.4VB．240mVC．0.6VD．60mV11．（2022·遼寧·大連市一0三中學模擬預測）某同學要研究一小燈泡L（3.6V，0.30A）的伏安特性。所用器材有：電流表A1（量程200mA，內(nèi)阻Rg1=10.0Ω），電流表A2（量程500mA，內(nèi)阻Rg2=1.0Ω）、定值電阻R0（阻值R0=10.0Ω）、滑動變阻器R1（最大阻值10Ω）、電源E（電動勢4.5V，內(nèi)阻很?。?、開關S和若干導線。該同學設計的電路如圖（a）所示。（1）根據(jù)圖（a），在圖（b）的實物圖中畫出連線______。（2）若I1、I2分別為流過電流表A1和A2的電流，利用I1、I2、Rg1和R0寫出：小燈泡兩端的電壓U=_______，流過小燈泡的電流I=_______。（3）實驗時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使開關閉合后兩電流表的示數(shù)為零。逐次改變滑動變阻器滑片位置并讀取相應的I1和I2。所得實驗數(shù)據(jù)在下表中給出。I1/mA325585125144173I2/mA171229299379424470根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可算得，當I1=173mA時，燈絲電阻R=_______Ω（保留1位小數(shù)）。（4）如果用另一個電阻替代定值電阻R0，其他不變，為了能夠測量完整的伏安特性曲線，所用電阻的阻值不能小于_______Ω（保留1位小數(shù)）。12．（2022·山東日照·三模）某實驗小組計劃利用壓敏電阻測量壓力的大小。（1）由于不知道處于壓力F1時壓敏電阻的阻值，該小組采用試觸法確定電路的連接，如圖甲所示，將電壓表的不固定接頭分別與b、c接觸，觀察電壓表和電流表指針偏轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針示數(shù)變化明顯，電流表指針示數(shù)幾乎不變，則應將電壓表接頭接在__（選填“b”或“c”）點。同時根據(jù)電表示數(shù)粗略估算壓力F1時壓敏電阻的阻值約為150Ω。（2）利用以下器材設計一個可以測量處于壓力F1時的壓敏電阻阻值的電路，要求測量數(shù)據(jù)范圍較大，提供的器材如下∶A．壓敏電阻SKIPIF1<0，無壓力時阻值SKIPIF1<0=720ΩB．滑動變阻器SKIPIF1<0，最大阻值約為20ΩC．電流表SKIPIF1<0，量程0~0.6A，內(nèi)阻未知D．電流表SKIPIF1<0，量程0~30mA，內(nèi)阻未知E.電壓表V，量程0~3V，內(nèi)阻約為3kΩF.直流電源E，電動勢為3V，內(nèi)阻很小G.開關S，導線若干電流表應選擇_____（選填“C”或“D”），請根據(jù)你設計的電路，在圖乙中的實物圖中畫出連線。()。（3）測得處于壓力F1時壓敏電阻的阻值為160Ω，如圖丙所示為該壓敏電阻的SKIPIF1<0圖線，其中SKIPIF1<0表示壓力為F時壓敏電阻的阻值，SKIPIF1<0表示無壓力時壓敏電阻的阻值，由以上數(shù)據(jù)綜合可得，此時的壓力F1=__N。13．（2022·全國·高考真題）一同學探究阻值約為SKIPIF1<0的待測電阻SKIPIF1<0在SKIPIF1<0范圍內(nèi)的伏安特性?？捎闷鞑挠校弘妷罕鞻（量程為SKIPIF1<0，內(nèi)阻很大），電流表A（量程為SKIPIF1<0，內(nèi)阻為SKIPIF1<0），電源E（電動勢約為SKIPIF1<0，內(nèi)阻不計），滑動變阻器R（最大阻值可選SKIPIF1<0或SKIPIF1<0），定值電阻SKIPIF1<0（阻值可選SKIPIF1<0或SKIPIF1<0），開關S，導線若干。（1）要求通過SKIPIF1<0的電流可在SKIPIF1<0范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，在答題卡上將圖（a）所示的器材符號連線，畫出實驗電路的原理圖________；（2）實驗時，圖（a）中的R應選最大阻值為______（填“SKIPIF1<0”或“SKIPIF1<0”）的滑動變阻器，SKIPIF1<0應選阻值為______（填“SKIPIF1<0”或“SKIPIF1<0”）的定值電阻；（3）測量多組數(shù)據(jù)可得SKIPIF1<0的伏安特性曲線。若在某次測量中，電壓表、電流表的示數(shù)分別如圖（b）和圖（c）所示，則此時SKIPIF1<0兩端的電壓為______V，流過SKIPIF1<0的電流為_____SKIPIF1<0，此組數(shù)據(jù)得到的SKIPIF1<0的阻值為______SKIPIF1<0（保留3位有效數(shù)字）。14．（2022·湖北·高考真題）某探究小組學習了多用電表的工作原理和使用方法后，為測量一種新型材料制成的圓柱形電阻的電阻率，進行了如下實驗探究。（1）該小組用螺旋測微器測量該圓柱形電阻的直徑D，示數(shù)如圖甲所示，其讀數(shù)為_____mm。再用游標卡尺測得其長度L。（2）該小組用如圖乙所示的電路測量該圓柱形電阻Rx的阻值。圖中電流表量程為0.6A、內(nèi)阻為1.0Ω，定值電阻R0的阻值為20.0Ω，電阻箱R的最大阻值為999.9Ω。首先將S2置于位置1，閉合S1，多次改變電阻箱R的阻值，記下電流表的對應讀數(shù)I，實驗數(shù)據(jù)見下表。R/ΩI/ASKIPIF1<0/A-15.00.4142.4210.00.3522.8415.00.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖丙中繪制出SKIPIF1<0圖像。再將S2置于位置2，此時電流表讀數(shù)為0.400A。根據(jù)圖丙中的圖像可得SKIPIF1<0_____Ω（結果保留2位有效數(shù)字）。最后可由表達式SKIPIF1<0____得到該材料的電阻率（用D、L、SKIPIF1<0表示）。（3）該小組根據(jù)圖乙的電路和圖丙的SKIPIF1<0圖像，還可以求得電源電動勢SKIPIF1<0_________V，內(nèi)阻SKIPIF1<0_______Ω。（結果均保留2位有效數(shù)字）（4）持續(xù)使用后，電源電動勢降低、內(nèi)阻變大。若該小組再次將此圓柱形電阻連入此裝置，測得電路的電流，仍根據(jù)原來描繪的圖丙的圖像得到該電阻的測量值會_____（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。15．（2021·全國·高考真題）某同學用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有：小燈泡（額定電壓2.5V，額定電流0.3A）電壓表（量程300mV，內(nèi)阻300SKIPIF1<0）電流表（量程300mA，內(nèi)阻0.27SKIPIF1<0）定值電阻R0滑動變阻器R1（阻值0-20SKIPIF1<0）電阻箱R2（最大阻值9999.9SKIPIF1<0）電源E（電動勢6V，內(nèi)阻不計）開關S、導線若干。完成下列填空：（1）有3個阻值分別為10SKIPIF1<0、20SKIPIF1<0、30SKIPIF1<0的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線，R0應選取阻值為___________SKIPIF1<0的定值電阻；（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的___________（填“a”或“b”）端；（3）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動變