- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

浙江省县域教研联盟2023-2024学年高三下学期一模考试物理试题

单晶半导体材料沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象，称为“压阻效应”。现用电路研究某长薄板电阻 $\text{[math]}$ 的压阻效应，已知电阻 $\text{[math]}$ 的阻值变化范围为几欧到十几欧，实验室中有下列器材：

A．电源E（ $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$ ）

B．电流表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ）

C．电流表 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ 约为 $\text{[math]}$ ）

D．开关S

E．定值电阻 $\text{[math]}$

（1）、用多用电表粗测薄板不受力时的阻值，选择欧姆挡的（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）倍率，示数如图甲，则读数为 $\text{[math]}$ 。

（2）、为了比较准确地测量电阻 $\text{[math]}$ 的阻值，应采取下列哪个电路图__________。

A、

B、

C、

（3）、闭合开关S，在电阻 $\text{[math]}$ 上加一个竖直向下的力F（设竖直向下为正方向），记下电流表读数，电流表 $\text{[math]}$ 读数为 $\text{[math]}$ ，电流表 $\text{[math]}$ 读数为 $\text{[math]}$ ，得 $\text{[math]}$ （用字母表示）。

先对电阻施加竖直向下的压力F，改变大小，得到相对应的 $\text{[math]}$ 阻值。改变压力方向为竖直向上，重复实验，最后描绘成 $\text{[math]}$ 图像如丙图所示。则当力F竖直向下时，电阻 $\text{[math]}$ 与压力F的函数关系式是 $\text{[math]}$ 。

举一反三

如图（a）所示为电阻式触摸屏，它具有触摸识别精度高的特点，广泛应用于工业自动化的复杂环境中。

同学在实验室找到一电阻 $\text{[math]}$ ，用多用电表粗测其电阻，倍率选择“ $\text{[math]}$ ”，结果指针偏转角度较大，如图甲中的Ⅱ所示。接下来他选择{#blank#}1{#/blank#}（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）倍率，重新{#blank#}2{#/blank#}（填“机械”或“欧姆”）调零，结果指针偏转如图甲中的Ⅰ所示，则电阻 $\text{[math]}$ 的阻值约为{#blank#}3{#/blank#} $\text{[math]}$ ；该同学想描绘电阻 $\text{[math]}$ 的伏安特性曲线，则图乙的实验电路中导线①应接{#blank#}4{#/blank#}（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），导线②应接{#blank#}5{#/blank#}（填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）。（图乙中电压表的内阻约为 $\text{[math]}$ ，电流表的内阻约为 $\text{[math]}$ ）

某实验小组欲探究金属热敏电阻随温度变化的关系。小组同学从实验室取来相关器材，若已知热敏电阻 $\text{[math]}$ 的常温阻值在 $\text{[math]}$ 左右，其他可选用的器材如下：

A．电源 $\text{[math]}$ ，内阻不计

B．电压表 $\text{[math]}$ ，内阻约为 $\text{[math]}$

C．电流表 $\text{[math]}$

D．滑动变阻器 $\text{[math]}$

E．滑动变阻器 $\text{[math]}$

F．开关和导线若干

（1）为提高测量精确度且测量范围广，滑动变阻器应选用{#blank#}1{#/blank#}（选填“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”），应采用的电路为{#blank#}2{#/blank#}（填“甲”或“乙”），选用正确的电路所测量得到的热敏电阻的测量值{#blank#}3{#/blank#}真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（2）选用正确的电路后，测出的热敏电阻 $\text{[math]}$ 与摄氏温度 $\text{[math]}$ 的关系图像如图丙所示，则通过该实验你能得到的结论是：{#blank#}4{#/blank#}。

（3）小组同学利用该金属热敏电阻设计一个温度报警装置，其内部电路如图丁所示。已知图中电源电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ 。选用的灵敏电流表 $\text{[math]}$ ，内阻为 $\text{[math]}$ ，当电流表的电流小于 $\text{[math]}$ 时该装置便会发出警报。为了使金属热敏电阻超过在 $\text{[math]}$ 时装置发出警报，则电阻箱 $\text{[math]}$ 应该调成{#blank#}5{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

某校物理实验小组要测一未知电阻R₂的阻值，要求尽可能精确测量。

（1）为便于设计电路，该实验小组先用多用电表粗测R₂的阻值，选用欧姆表×10倍率测量，发现指针偏转过小，为了较准确地进行测量，应该选择{#blank#}1{#/blank#}倍率（选填“×100”、“×1”），并重新进行欧姆调零，正确操作并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图所示，则测量结果是{#blank#}2{#/blank#}Ω；

（2）实验室提供了如下实验器材：

A.电源E（电动势为12V，内阻不计）；

B.电压表V（量程为15V，内阻R_V约为15KΩ）；

C.电流表A₁（量程为30mA，内阻r₁约为10Ω）；

D.电流表A₂（量程为20mA，内阻r₂约为15Ω）；

E.滑动变阻器R₁（最大阻值为20Ω，额定电流为1A）；

F.滑动变阻器R₂（最大阻值为1KΩ，额定电流为0.5A）；

G.开关及导线若干。

（3）为尽可能准确测量R，的阻值，实验小组设计了如图所示的电路，实验过程如下：

①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R₁、R₂的滑片至适当位置；

②断开开关S₂ ，闭合开关S₁ ，调节滑动变阻器R₁、R₂的滑片，使电流表A₂的示数恰好为电流表A₁示数的三分之二，记录此时电压表V的示数U₁和电流表A₁的示数I₁；

③保持滑动变阻器R₂的滑片位置不变，再闭合开关S₂ ，记录电压表V的示数U₂和电流表A₂的示数I₂；

④根据以上测量数据可得R_x={#blank#}3{#/blank#}；该实验也可测得电流表A₁的内阻r₁={#blank#}4{#/blank#}（用U₁、I₁、U₂、I₂表示）。

电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统。现要组装一个由压敏电阻控制的报警系统，要求当压敏电阻的压力达到或超过10000N时，系统报警。提供的器材有：直流电源E=9V（内阻不计），报警器（内阻很小，流过的电流超过时10mA就会报警），压敏电阻，电阻箱（最大阻值为999.9Ω），滑动变阻器R₁（最大阻值为500Ω），滑动变阻器R₂（最大阻值为1000Ω），单刀双掷开关一个，导线若干。该系统的原理电路图如图甲所示，压敏电阻的阻值随压力F变化如图乙所示。

（1）完成待调节的报警系统原理电路图的连线。

（2）为保证报警系统正常工作，电路中应选用滑动变阻器________（填“R₁”或“R₂”）。

（3）按照下列步骤调节此报警系统：

①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；

②将开关s向________（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________。

保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

（4）若直流电源用久后，内阻不断增大（电动势近似为不变），则压敏电阻承受的压力F________（填“大于”、“小于”或“等于”）10000N才会报警器。

在使用各种测量仪表进行电学实验时，由于测量仪表的接入，电路状态发生变化，往往难以得到待测物理量的精确测量值。某同学在电阻测量实验中为提高测量结果的精确度，尝试使用以下电路测量未知电阻的阻值：

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