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文檔簡介
1、恒定電流實驗復習題(44道電學實驗題)一、電阻的測量“安安”法“安安”法是利用兩塊電流表測電阻的一種方法,這一方法的創(chuàng)新思維是運用電流表測電壓(或算電壓),此方法適用于電壓表不能用或沒有電壓表等情形。設計電路時除考慮電流表的量程外,還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。2.1利用“安安”法測電流表的內阻1、從下列器材中選出適當?shù)膶嶒炂鞑?,設計一個電路來測量電流表A1的內阻r1,要求方法簡捷,有盡可能高的精確度,并測量多組數(shù)據(jù)。(1)畫出實驗電路圖:標明所用器材的代號。(2)若選取測量中的一組數(shù)據(jù)來計算r1,則所用的表達式r1=
2、160;,式中各符號的意義是: 。器材(代號)與規(guī)格如下:電流表A1,量程10mA,內阻待測(約40);電流表A2,量程500A,內阻r2=750;電壓表V,量程10V,內阻r2=10k電阻R1,阻值約為100;滑動變阻器R2,總阻值約50;電池E,電動勢1.5V,內阻很?。浑婃IK,導線若干。分析與解:大多數(shù)考生看到此題,第一感覺考慮的就是伏安法,由于沒有考慮電表的量程,當然做不正確。少數(shù)考生想到要滿足“有盡可能高的精確度”的條件,認為電壓U的測定,不能選量程是10V的電壓表。因為電流表兩端允許施加的最大電壓約為0.4V,
3、因而電壓表不能準確測出電流表的兩端的電壓,但由于缺乏創(chuàng)新精神,想不出其他方法,也做不正確。只有極少數(shù)有“安安”法新思路的考生才能做正確。答案:將電流表A2并聯(lián)在電流表A1的兩端,利用電流表測量電壓;要滿足“多測幾組數(shù)據(jù)”,滑動變阻器R2采用分壓接法;實驗電路如圖3所示,其表達式,式中I1、I2、r1、r2分別表示通過電流表A1、A2的電流和它們的內阻。2.2利用“安安”法測定值電阻的阻值2、用以下器材測量一待測電阻的阻值。器材(代號)與規(guī)格如下:電流表A1(量程250mA,內阻r1為5);標準電流表A2(量程300mA,內阻r2約為5);待測電阻R1(阻值約為100),滑動變阻器R2(最大阻值
4、10);電源E(電動勢約為10V,內阻r約為1),單刀單擲開關S,導線若干。(1)要求方法簡捷,并能測多組數(shù)據(jù),畫出實驗電路原理圖,并標明每個器材的代號。(2)實驗中,需要直接測量的物理量是 ,用測的量表示待測電阻R1的阻值的計算公式是R1= 。分析與解:絕大多數(shù)考生解答此題,首選的就是伏安法,由于本題沒有電壓表,思維受阻,當然做不正確。只有極少數(shù)有“安安”法新觀念的考生才能做正確。因為本題需要運用“電流表算電壓”這
5、一創(chuàng)新思維。答案:(1)實驗電路如圖4所示。(2)A1、A2兩電流表的讀數(shù)I1、I2,待測電阻R1的阻值計算公式是。3、用以下器材測量待測電阻Rx的阻值待測電阻Rx,阻值約為100電源E(電動勢約為6V,內阻不計)電流表A1(量程0-50mA,內阻r1=20)電流表A2(量程0-300mA,內阻r2約為4)定值電阻R0(20)滑動變阻器R(總阻值10)單刀單擲開關S,導線若干(1)測量中要求兩塊電流表的讀數(shù)都不小于其量程的的1/3,請畫出實驗電路圖,(2)若某次測量中電流表A1的示數(shù)為I1,電流表A2的示數(shù)為I2。則由已知量和測得的量計算Rx表達式為Rx= ?!敬鸢浮浚?)如圖所示,R作限流電
6、阻亦可;(2)“伏伏”法“伏伏”法是利用兩塊電壓表測電阻的一種方法,這一方法的創(chuàng)新思維是運用電壓表測電流(或算電流),此方法適用于電流表不能用或沒有電流表等情形。設計電路時不僅要考慮電壓表的量程,還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。1.1利用“伏伏”法測電壓表的內阻4、為了測量量程為3V的電壓表V的內阻(內阻約2000),實驗室可以提供的器材有:電流表A1,量程為0.6A,內阻約0.1;電壓表V2,量程為5V,內阻約3500;變阻箱R1阻值范圍為0-9999;變阻箱R2阻值范圍為0-99.9;滑動變阻器R3,最大阻值約為100,額定電流1.5A;電源E,電動勢6V,內阻約0.5;單刀單擲開
7、關K,導線若干。(1)請從上述器材中選擇必要的器材,設計一個測量電壓表V的內阻的實驗電路,畫出電路原理圖(圖中的元件要用題中相應的英文字母標注),要求測量盡量準確。(2)寫出計算電壓表V的內阻RV的計算公式為RV= 。分析與解:多數(shù)考生解答此題,毫不猶豫地套用伏安法,由于沒有考慮電表的量程,當然做不正確。少數(shù)考生想到待測電壓表的量程為3V,內阻約2000,電壓表中的最大電流為,認為電流表不能準確測量,但由于創(chuàng)新能力差,也做不正確。只有極少數(shù)有“伏伏”法新理念的考生才能做正確。答案:(1)測量電壓表V的內阻的實驗
8、電路如圖1所示。(2)電壓表V的示數(shù)U,電壓表V2的示數(shù)U2,電阻箱R1的讀數(shù)r1。根據(jù)歐姆定律,利用通過電壓表的電流與通過電阻R1的電流相等,算出電壓表的電阻為。1.2利用“伏伏”法測定值電阻的阻值5、用以下器材測量電阻Rx的阻值(900-1000):電源E,有一定內阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1=750;電壓表V2,量程為5V,內阻r2=2500;滑線變阻器R,最大阻值約為100;單刀單擲開關K,導線若干。(1)測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題中相應的英文字母標注)。(2)若電壓表V1的讀數(shù)用U
9、1表示,電壓表V2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx= 。分析與解:很多考生解析此題,第一思維考慮的就是伏安法,由于本題沒有電流表,思維受阻,當然做不正確。只有極少數(shù)有“伏伏”法新觀念的考生才能做正確。因為本題要運用“電壓表算電流”這一創(chuàng)新思維。答案:(1)測量電阻Rx的實驗電路如圖2所示。(2)電壓表V1的示數(shù)U1,電壓表V2的示數(shù)U2,電壓表V1的內阻r1,根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的規(guī)律,算出Rx的電阻為Rx=?!凹覴”法“加R”法又叫“加保護電阻”法。在運用伏安法測電阻時,由于電壓表或電流
10、表的量程太小或太大,為了滿足安全、精確的原則,加保護電阻的方法就應運而生,設計電路時不僅要考慮電壓表和電流表的量程,還要考慮滑動變阻器分壓與限流的連接方式。 3.1利用“加R”法測電流表的內阻6、某電流表的內阻在0.1-0.2之間,現(xiàn)要測量其內阻,可選用的器材如下:A. 待測的電流表A1(量程0.6A);B. 電壓表V1(量程3V,內阻約2k);C. 滑動變阻器R1(最大電阻10);D. 定值電阻R2(阻值5);E. 電源E(電動勢4V)F. 電鍵S及導線若干。(1)畫出實驗電路圖;(2)如測得電壓表的讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為I,則電流表A1內阻的表達式為:RA=
11、0; 。分析與解:許多考生讀完此題,就知道實驗原理是伏安法,由于設計電路時沒有考慮電壓表和電流表的量程,當然做不正確。少數(shù)考生想到電流表的內阻在0.1-0.2之間,量程為0.6A,電流表上的最大電壓為0.12V,因而電壓表不能并聯(lián)在電流表的兩端,由于缺乏創(chuàng)新意識,也做不正確。只有極少數(shù)有“加R”法新理念的考生才能做正確,因為本題必須將一個阻值為5的定值電阻R2與電流表串聯(lián),再與電壓表并聯(lián),才滿足要求;再者量程為3V的電壓表其量程雖然小于電源電動勢(4V),但可在電路中接入滑動變阻器進行保護;滑動變阻器在本實驗中分壓與限流的
12、連接方式均符合要求,但考慮限流的連接方式節(jié)能些,因而滑動變阻器采用限流的連接方式。故本題設計電路圖如圖5所示;電流表A1內阻的表達式為:。3.2利用“加R”法測電源的內阻7、測量電源B的電動勢E及內阻r(E約為4.5V,r約為1.5)??蛇x用的器材如下:量程為3V的理想電壓表V;量程為0.5A的電流表A(有一定內阻);固定電阻R=4;滑動變阻器;電鍵K,導線若干。(1)畫出實驗電路原理圖,圖中各元件需用題目給出的符號或字母標出。(2)實驗中,當電流表的讀數(shù)為I1時,電壓表的讀數(shù)為U1;當電流表的讀數(shù)為I2時,電壓表的讀數(shù)為U2,則可求出E=
13、60; ,r= 。(用I1、I2、U1、U2及R表示)。分析與解:不少考生解析此題,第一理念就是沿用課本上的測電源電動勢及內阻原理圖,當然做不正確。少數(shù)考生想到電壓表的量程為3V小于電源電動勢4.5V,因而電壓表不能并聯(lián)在電源的兩端,誤將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端,也做不正確。只有極少數(shù)有“加R”法新思路的考生才能做正確。答案:(1)實驗電路原理圖如圖6所示;(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,算出 “伏伏”法、“安安”法、“加R”法等測量電阻的新方法是伏安法的原理同具體的測量實際相結合的產(chǎn)物
14、,是伏安法的原理在電阻測量中的實際應用:是對伏安法測電阻的原理的豐富和發(fā)展。如果學生掌握了這一電阻測量的新理論,具體問題具體分析,就能在高考中創(chuàng)造性地完成電阻的測量這一類設計性實驗,在高考中立于不敗之地二、測金屬的電阻率8、有一根細長而均勻的金屬材料樣品,截面為外方(正方形)內圓,如圖所示。此金屬材料質量約為0.10.2kg,長約為30cm,電阻約為10。已知這種金屬的電阻率為,密度為。因管線內徑太小,無法直接測量,請根據(jù)下列提供的實驗器材,設計一個實驗方案測量其內徑d。A毫米刻度尺B螺旋測微器C電流表(600mA 約1)D電流表(3A 約0.1)E電壓表(3V 約6k)F滑動變阻器(2k 0
15、.5A)G滑動變阻器(10 2A)H直流穩(wěn)壓電源(6V 0.05)I開關一個,帶夾子的導線若干(1)除待測金屬材料外,應選用的實驗器材有 (只填代號字母)。(2)畫出你所設計方案的實驗電路圖,并把所選儀器連成實際測量電路。(3)用已知的物理常量和所測得的物理量,推導出計算金屬管線內徑d的表達式。答案:(1)A、B、C、E、G、H、I(3分) (有選錯或漏選的扣1分,扣完為止) (2)原理圖4分(電流表外接和變阻器分壓各2分)。實物連線圖6分(電流表外接和變阻器分壓各2分,開關接通后輸出電壓最小1分,電流方向與電表極性一致1分)。(3)設長度為l,截面外邊長為a,電壓為U,電流強度為I.電阻故有
16、 解得(5分) 15205100354045309、有一捆粗細均勻的導電材料樣品,長為L,電阻約為10,為測定這種材料的電阻率,現(xiàn)提供以下實驗器材:A電鍵一只,導線若干B螺旋測微器C電壓表V1(量程為3V,內阻的準確值r1為3000)D電壓表V2(量程為9V,內阻r2大約為6000)E滑動變阻器R1(010,額定電流3A)F直流電源E(電源電動勢為12V,內阻約為2)為了盡可能精確地測量該樣品的電阻率,回答下列問題:(1)用螺旋測微器測得該樣品的直徑如圖所示,其直徑D= mm。(2)在方
17、框中畫出測量電阻的實驗電路圖,并標明所選儀器的符號。V1V2SRxRE,r(3)測量電阻的實驗中需要直接測量的物理量是 (填物理量的符號),用已知物理量和所測得物理量的符號表示樣品的電阻Rx= 。答案:3.850 如右圖所示U1、U2 10、用伏安法測量一個定值電阻的阻值,備用器材如下 :待測電阻Rx (阻值約為25k)電流表A1:(量程100A,內阻2k)
18、電流表A2:(量程500A,內阻300)電壓表V1:(量程10V,內阻100k)電流表V2:(量程50V,內阻500k)電源E:(電動勢15V,允許最大電流1A)滑動變阻器R:(最大阻值1k)電鍵S,導線若干為了盡量減小實驗誤差,要求測多組數(shù)據(jù)(1)電流表應選_,電壓表應選_(2)畫出實驗電路圖解析:(1)器材選擇(測量電路)從減小電表讀數(shù)引起的偶然誤差的角度考慮,兩電表及電表與電源間的配置要合理注意到電源電動勢遠小于電壓表V2的量程,而跟電壓表V1的量程較接近,若選用電壓表V2來測量電壓,其最大偏轉量達不到量程的,讀數(shù)時偶然誤差太大,所以選用V1較恰當; 而此時通過電流表的最大電流,因此,電
19、流表A2與V1配置較好圖510(2)電路選擇(控制電路)電路選擇主要從滑動變阻器對電路的控制和調節(jié)的角度考慮若采用限流電路控制,注意到測量部分的總電阻約為20k,遠大于滑動變阻器的總電阻(1k),要保證電表安全,變阻器分得的電壓至少為5V,阻值應調到10k,顯然,限流不能起到保證電表安全的作用,更不能進行有效調節(jié),所以,只能采用分壓電路控制,實驗電路如圖510所示【點評】 伏安法是測量電阻的一種最基本方法,其原理是部分電路歐姆定律,原理式為分析這類問題的關鍵是從電表配置要合理選擇器材,從對電路的控制和調節(jié)選擇控制電路并聯(lián)分流和串聯(lián)分壓原理是伏安法測電阻原理的遷移和延伸,下例是這類問題的變式11
20、、用以下器材測量一待測電阻Rx的阻值(9001000):電源E,具有一定內阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內阻r1=750;電壓表V2,量程為5V,內阻r2=2500;滑線變阻器R,最大阻值約為100;單刀單擲開關S,導線若干(1)測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的,試畫出測量電阻Rx的一種實驗電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中的相應的英文字母標注)(2)根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實物圖511上畫出連線(3)若電壓表V1的讀數(shù)用U1表示,電壓表v2的讀數(shù)用U2表示,則由已知量和測得量表示Rx的公式為Rx=_【點撥】 (1)本題中測量電阻的原理是并聯(lián)分流或串聯(lián)分壓由于
21、滑動變阻器的最大阻值遠小于測量部分的阻值,且電源電動勢大于兩電壓表的量程,在調節(jié)滑動變阻器的過程中,為保證電壓表的安全,且其讀數(shù)有明顯的改變,滑動變阻器應采用分壓式控制電路,電路原理圖如圖512甲或乙所示圖512(2)實物連線如圖513甲或乙所示圖513(3)若采用甲電路,根據(jù)并聯(lián)電路的電流分配關系,解得若采用乙電路,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關系,解得【點評】 本題主要考查電阻測量的原理、電路設計、實物連線等知識,測試設計簡單實驗方案的能力對于內阻已知的電壓表,可作電流表使用使用電表時,必須考慮電表間的量程配置,本題要求電壓表讀數(shù)不小于量程的,因此,電壓表V2與V1的位置不能互換進行實物連線時,
22、應注意以下幾個問題:a直流電表的正、負接線柱(正接線柱應連接在電路電勢高端,負接線柱應連接在電路電勢低端);b電表的內外接法;c滑動變阻器的接法(限流或分壓,接通電路后,應使電表讀數(shù)最?。?;d開關的連接(應在干路上,閉合前電表讀數(shù)為零)12、為了測定電流表A1的內阻,采用如圖514所示的電路其中:A1是待測電流表,量程為300A,內阻約為100;A2是標準電流表,量程為200A;R1是電阻箱,阻值范圍是0999.9;R2是滑動變阻器;R3是保護電阻;E是電池組,電動勢為4V,內阻不計;S1是單刀擲開關S2是單刀雙擲開關圖514 圖515(1)根據(jù)電路圖,請在圖515中畫出連線,將器材連接成實驗
23、電路圖516(2)連接好電路,將開關S2扳到接點a處,接通開關S1,調整滑動變阻器R2使電表A2的讀數(shù)是150A;然后將開關S2扳到接點b處,保護R2不變,調節(jié)電阻R1,使A2的讀數(shù)仍為150A若此時電阻箱各旋鈕的位置如圖516所示,電阻箱的阻值是_,則待測電流表A1的內阻R1=_(3)上述實驗中,無論怎樣調整滑動變阻器R2的滑動端位置,都要保證兩塊電流表的安全在下面提供的四個電阻中,保護電阻R3應選用:_(填寫阻值相應的字母)A200k B20k C15k D20(4)下面提供最大阻值不同的四個滑動變阻器供選用既要滿足上述實驗要求,又要調整方便,滑動變阻器_(填寫阻值相應的字母)是最佳選擇A
24、1k B5k C10k D25k解析: (1)實物連線如圖517所示(2)電阻箱的阻值R1=0×1008×106×13×0.1=86.3本題測量電流表的內阻的方法是“替代法”即用電阻箱的阻值替代電流表A1的內阻值,其條件是:開關S2分別扳到a處和b處時,保持滑動變阻器R2不變,且使電流表A2讀數(shù)相同所以,待測電流表A1的內阻圖517(3)當R2調為零時,要使電路中的電流I不超過電流表A2的量程,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路總電阻R總至少為:=20k由于電流表A1、A2的內阻(約為100)遠小于R總,故保護電阻R3應選用20k的電阻,但若選用200k的電
25、阻,則電路中電流太小,電流表A1、A2指針偏轉量太小,讀數(shù)不明顯,實驗誤差太大所以,正確的選項為B(4)由于R3=20k,調整滑動變阻器R2時,要使電流表A2的讀數(shù)為150,則R3=2×1047k若選用1k或5k滑動變阻器,則不能滿足實驗要求(A2讀數(shù)為150);若選用25k的滑動變阻器,則調節(jié)范圍太?。ú环奖阏{節(jié)),所以,選用10k的滑動變阻器較合適,正確的選項為C【點評】 實驗條件的控制是高考考查的重點之一保護電阻和滑動變阻器在電路中起著控制和調節(jié)的作用,選用時應根據(jù)實驗條件和要求進行優(yōu)選,既要保證電表安全(不能太小),又要方便調節(jié)(不能太大)13、現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流
26、表G(表頭),滿偏電流為50,內阻約為800850,把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表,可供選擇的器材有:滑動變阻器R1,最大阻值20;滑動變阻器R2,最大阻值100k;電阻箱R,最大阻值9999;定值電阻R0,阻值1k;電池E1,電動勢1.5V;電池E2,電動勢3V;電池E3,電動勢4.5V;(所有電池內阻不計),標準電流表A,滿偏電流1.5mA;單刀單擲開關S1和S2;單刀雙擲開關S3;電阻絲及導線若干(1)采用如圖518(甲)所示電路測量表頭的內阻,為提高測量精確度,選用的滑動變阻器為_,選用的電池為_甲 乙 丙圖518(2)將G改裝成兩量程電流表,現(xiàn)有兩種備選電路,如圖518(乙
27、)、(丙)所示圖_為合理電路,另一電路不合理的理由是_(3)將改裝后的電流表與標準電流表逐格進行核對(僅核對1mA量程),畫出所用電路圖,圖中待核對的電流表符號用 來表示解析:(1) 用此電路測量表頭內阻的方法是半偏法 S2斷開和S2閉合的兩次操作中要求干路電流(Ig)近似不變,而滿足這個條件必須使滑動變阻器R的阻值遠大于Rg,因此滑動變阻器應選用R2而,顯然E越大,R2越大,實驗條件滿足得越好,誤差越小,所以,電池應選用E3圖518(乙)所示的電路較合理,因為圖(丙)電路在通電狀態(tài)下,更換量程時會造成兩個分流電阻都未并聯(lián)在表頭兩端,以致通過表頭的電流超過其滿偏電流而損壞圖519(3)核對電路
28、如圖519所示為使改裝后的電流表與標準表在01mA之間逐格核對,應選用分壓電路由于和滿偏電流和滿偏電壓都很小,為使滑動變阻器便于調節(jié),即有較大的調節(jié)范圍,滑動變阻器應選用R1,電池應選用E1,且在電流表所在的支路上串聯(lián)定值電阻R0,起保護作用 【點評】 測量電阻的方法很多(包括伏安法、替代法、半偏法等),但其原理總是部分電路歐姆定律或閉合電路歐姆定律在具體問題中,選用哪種測量方法應根據(jù)所提供的實驗器材和實驗要求來確定【特別提示】 1半偏法測電阻的實驗中,實驗條件的控制直接影響測量精確度2在分壓電路中,為使實驗便于調節(jié),應選用全電阻較小的滑動變阻器14、(1)一個電壓表VA的內阻RA=1000,
29、量程為1.0V,現(xiàn)要利用電阻箱擴大它的量程,改裝成量程為3.0V的電壓表改裝后,再用一量程為3.0V的精確的電壓表VB對改裝后的電壓表的所有刻度進行校準除了這兩個電壓表VA、VB外,還有下列一些器材: 電源E(電動勢約為6V,內阻較小)變阻器R(總電阻約10)電阻箱R0(09999)開關S導線若干如圖520所示是以上器材和兩個電壓表VA、VB的實物示意圖,試在圖中畫出連線,連成進行校準時的實驗電路 圖中電阻箱的取值等于_(2)用上述電壓表VB和改裝后并已校準過的電壓表(以下稱之為VC)以及一個開關和一些導線,去測量一個電動勢大約為2V的電源的內阻r 簡要寫出測量步驟用測得的量表達r的公式應為r
30、=_解析: (1)實物連線如圖521所示,為了使改裝表與標準表在零到量程的范圍內一一校對,應采用分壓電路根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配關系,有圖521解得R0=2000(2)先將電壓表VC通過開關、導線與電源連接,讀出VC上的示數(shù)UC;再將電壓表VC和VB串聯(lián),通過開關、導線與電源連接,讀出VC上的示數(shù)UC和VB上的示數(shù)UB 根據(jù)上述兩步操作可得 由三式解得【點評】 本題綜合考查了電表改裝、電表校準電路及測量電源內阻的方法,測試設計和完成實驗的能力用電壓表VB和VC測量電源的內阻時,應注意: 盡管兩電壓表的量程相同,但其內阻并不一定相同(表頭可能不同)15某研究性學習小組為探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關
31、系,設計并完成了有關的實驗,以下是實驗中可供選用的器材A待測小燈泡(額定功率6W,額定電流0.5A)B電流表(量程00.6A,內阻0.1)C電壓表(量程05V,內阻約5k)D電壓表(量程015V,內阻約15k)E滑線變阻器(最大阻值50)F滑線變阻器(最大阻值1k)G直流電源(電動勢15V,內阻可忽略)H開關一個,導線若干實驗中調節(jié)滑線變阻器,小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內變化,從而測出小燈泡在不同電壓下的電流(1)請在虛線框中畫出為完成上述實驗而設計的合理的電路圖并在每個選用的器材旁標上題目所給的字母序號 圖540(2)如圖540所示是該研究小組測得小燈泡的IU關系圖線由圖線可知,小
32、燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而_(填“增大”、“減小”或“不變”);當小燈泡兩端所加電壓為6V時,其燈絲電阻值約為_(保留兩位有效數(shù)字)答案:(1)如圖所示 (2)增大,1716有以下可供選用的器材及導線若干條,要求使用個數(shù)最少的儀器盡可能精確地測量一個電流表的滿偏電流A被測電流表A1:滿偏電流約700800,內阻約100,刻度均勻、總格數(shù)為NB電流表A2:量程0.6A,內阻0.1 C電壓表V:量程3V,內阻3kD滑動變阻器R1:最大阻值200E滑動變阻器R2:最大阻值1kF電源E:電動勢3V、內阻1.5G開關一個(1)在虛線框內畫出實驗電路圖,并在每個選用的儀器旁標上題目所給的字母序號(2)測量
33、過程中測出多組數(shù)據(jù),其中一組數(shù)據(jù)中待測電流表A的指針偏轉了n格,可算出滿偏電流Ig=_,式中除N、n外,其他字母符號代表的物理量是_ 解答:(1)首先來分析電路的測量部分由于電流表A2量程與待測電流表A1量程相差太大,從實驗測量精度考慮,不能直接將電流表A2與電流表A1串聯(lián)來測量電流注意到電壓表內阻已知,而允許通過電壓表的最大電流為,跟待測電流表的量程接近,因此,可將電壓表與電流表A1串聯(lián),利用其讀數(shù)來計算通過電流表A1的電流圖547再來分析電路的控制部分若將滑動變阻器接成限流式,則通過待測電流表的最小電流大約為,顯然,不能保證電表安全,也無法通過調節(jié)測量多組數(shù)據(jù)因此,應采用分壓式控制電路,為
34、了便于調節(jié),應選用最大阻值20的滑動變阻器綜合以上分析,選用的器材應為A、C、D、F、G其實驗電路如圖547所示(2)實驗過程中,調節(jié)滑動變阻器滑動觸頭,使待測電流表A1的指針偏轉n格,讀出此時電壓表V的示數(shù)U,則通過待測電流表的電流由此可得,電流表的滿偏電流,式中U為電壓表的讀數(shù),RV為電壓表的內阻17實驗室中現(xiàn)有的器材如下:電池E (電動勢約10V、內阻r約1)標準電流表A1(量程300mA,內阻r1約為5)電阻箱R1(最大阻值999.9,阻值最小改變量為0.1)滑動變阻器R2(最大阻值10)開關S和導線若干要求設計個測定電流表A2(量程250mA,內阻r2約為5)內阻的實驗方案(1)在方
35、框中畫出測量電路,并在每個儀器旁標上英文代號(2)要直接測出的物理量是_,用這些物理量表示待測電流表A2內阻的計算公式是_ 答案:(1)如圖548所示(2)A1、A2兩電流表的讀數(shù)I1、I2和電阻箱R1的阻值18在測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻的實驗中,備有下列器材: A干電池E(電動勢約為1.5V,內阻小于1.0)B電流表A1(滿偏電流3mA,內阻r1=10)C電流表A2(00.6A,內阻0.1) D滑線變阻器R1(020,10A) E滑線變阻器R2(0100,10A) F定值電阻R3(990) G開關和導線若干(1)為方便且能較準確地進行測量,其中應選用的滑線變阻器是_(填字母代號)(2)請
36、在虛線框內畫出利用本題提供的器材所設計的測量電池電動勢和內阻的實驗電路圖 圖542(3)如圖542為某一同學根據(jù)他所設計的實驗給出的I1、I2圖線(I1為A1的示數(shù),I2為A2的示數(shù)),由圖線可求得被測電池的電動勢E_V,內阻r =_解答:(1)R1 (2) 電路如圖550所示 (3)1.4 8,0.819實驗室內有一電壓表,量程為150mV,內阻約為150現(xiàn)要將其改成量程為10 mA的電流表,并進行校準為此,實驗室提供如下器材:干電池E(電動勢為1.5V),電阻箱R,滑線變阻器R,電流表 (有1.5mA,15mA與150 mA三個量程)及開關S(1)對電表改裝時必須知道電壓表的內阻可用如圖5
37、43所示的電路測量電壓表的內阻在既不損壞儀器又能使精確度盡可能高的條件下,電路中的電流表應選用的量程是_若合上S,調節(jié)滑線變阻器后測得電壓表的讀數(shù)為150mV,電流表的讀數(shù)為1.05 mA,則電壓表的內阻RmV為_(取三位有效數(shù)字) 圖543(2)在對改裝成的電流表進行校準時,把作為標準電流表,畫出對改裝成的電流表進行校準的電路原理圖(滑線變阻器作限流使用),圖中各元件要用題中給出符號或字母標注圖中電阻箱的取值是_(取三位有效數(shù)字),電流表應選用的量程是_ 解答:(1)當電壓滿偏時,通過其電流1mA,故電流表選1.5mA量程若合上S后, =143(2)可把電壓表當成量程為150mV、Rg=14
38、3表頭處理,其改裝后量程為10mA,則通過的滿偏電流為=1.05mA由部分電路歐姆定律知=16.8 量程選15mA20一只量程為1V,內阻RV約為900的電壓表是由小量程電流表改裝而成的,現(xiàn)在要測量它的內阻并對該表進行校正實驗室提供了以下供選擇的器材:A待測電壓表 B標準電壓表(量程1 V)C滑動變阻器(最大阻值1 000,額定電流1A)D滑動變阻器(最大阻值10,額定電流1A)E電阻箱(最大阻值9999,最小改變量0.1)F電阻箱(最大阻值999,最小改變量0.1 )G電池組(電動勢約3 V,內阻約1)H導線和開關若干(1)為了用半偏法測量該電壓表的內阻,某同學設計了兩種電路,如圖544甲、
39、乙所示,要使測量較精確,應選擇_(填“甲”或“乙”)電路在器材的選擇上,除了電池組、導線、開關和待測電壓表外,還應從提供的器材中選用_(用器材前的序號字母表示)用上述方法測出的電壓表內阻的測量值RV_(填“大于”、“等于”或“小于”)電壓表內阻的真實值 圖544 圖545(2)在對該電壓表進行校正時,該同學已經(jīng)選擇好器材,如圖545所示若要求對電壓表的每一條刻度線都進行校正,請你將這些器材連接成測量電路,并標出所選滑動變阻器的序號字母解答:(1)乙;D、E;大于 (2)如圖552所示21量程為3V的電壓表V內阻約為3k,要求測出該電壓表內阻的精確值實驗中可供選用的器材有:電阻箱Ra(最大值99
40、99.9,阻值最小改變量0.1)滑線變阻器Rb(最大阻值1000,允許最大電流0.2A)電源E(開路電壓約為5V,內阻可忽略不計)開關S及導線若干(1)設計一個易于操作的測量電路,要求畫出實驗電路圖并標出所用器材符號(2)列出測量步驟,并寫出計算電壓表內阻的最后公式解答:(1)如圖553所示(2)合上開關S,調節(jié)電阻箱阻值,使電壓表指針在中央刻度處,記下電阻箱的阻值R1;再調節(jié)電阻箱電阻,便電壓表指針指在滿偏刻度處,記下電阻箱的阻值R2(或)25、為了較準確地測定一只量程為3V,內阻約3k的電壓表的內阻值,在手頭沒有電流表可用的情況下,某同學設計了如下圖所示的實驗電路。其中R1是最大阻值為99
41、99的電阻箱,R2是最大阻值為20的滑動變阻器。電源是電動勢為6V的蓄電池。試用筆畫線代替導線,將實驗器材連接成實驗電路。(有兩根線已經(jīng)接好,不得改動)在接通電路前,應將滑動變阻器的滑動觸頭置于_端(填A或B),將電阻箱阻值調到_(填最大或最?。?。根據(jù)實驗電路,按合理的順序寫出本實驗的主要步驟,包括須記錄的數(shù)據(jù),并用這些數(shù)據(jù)寫出測量結果的表達式。 答案:圖略 A,最大 按電路圖接好電路;閉合S1、S2,調節(jié)R2的滑動觸頭,使電壓表滿偏;斷開電鍵S2,保持滑動觸頭的位置不變,調節(jié)R1的阻值,使電壓表半滿偏;記錄這時電阻箱的阻值R;電壓表內阻RV=R。26、在做測定金屬的電阻率的實驗中,若待測電阻
42、絲的電阻約為5 ,要求測量結果盡量準確,備有以下器材:A電池組(3 V、內阻l )B電流表(03 A,內阻0.0125 )C電流表(00.6 A,內阻0.125) D電壓表(03 V,內阻4 k)E電壓表(0-15 V,內阻15 k) F滑動變阻器(0-20 ,允許最大電流l A)滑動變阻器(02000 ,允許最大電流0.3 A) 開關、導線上述器材中應選用的是_ .(只填寫字母代號)某同學采用了下左圖所示的部分電路測量電阻,則測量值比真實值偏_ (選填“大”或“小”)根據(jù)測量數(shù)據(jù)得到的伏安特性曲線如下右圖所示,圖中MN段向上彎曲的主要原因是 .答案:10. ACDFGH 小時間長電阻發(fā)熱,溫
43、度升高,電阻增大. 27、圖1中電源電動勢為E,內阻可忽略不計;電流表具有一定的內阻,電壓表的內阻不是無限大,S為單刀雙擲開關,R為待測電阻。當S向電壓表一側閉合時,電壓表讀數(shù)為U1,電流表讀數(shù)為I1;當S向R一側閉合時,電流表讀數(shù)為I2。 根據(jù)已知條件與測量數(shù)據(jù),可以得出待測電阻R 。 根據(jù)圖1所給出的電路,在圖2的各器件實物圖之間畫出連接的導線。答案:V juymA juyESR圖1ERS圖228、描繪小電珠的伏安特性曲線的實驗電路如圖,所用小電珠的額定電壓是3.8V。關于該實驗的系統(tǒng)誤差,下列說法中正確的是( )系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的 系統(tǒng)誤差主要是由電流表的分壓引起的系統(tǒng)誤
44、差主要是由于忽略電源內阻引起的 系統(tǒng)誤差主要是由讀數(shù)時的估讀引起的根據(jù)某次實驗記錄的數(shù)據(jù)在坐標系中描點如右圖。試在坐標系中畫出該小電珠的伏安曲線,并從圖象中求出該小電珠的額定功率。該小電珠在1V電壓下不發(fā)光。當時燈絲的實際電阻是多大?該小電珠在2V電壓下開始發(fā)出微弱的黃光。當時燈絲的實際電阻又是多大?小電珠在不同電壓下的實際電阻為什么不相同?試將實物圖連接成實驗電路。答案:(1)A (2)略 11.4W (3)7.1 9.1,小燈泡的電阻率隨溫度升高而增大 (4)實物連線略29用伏安法測量一只定值電阻的實驗所需的器材實物如圖,各器材規(guī)格為:待測電阻RX(約100)直流毫安表(量程0-10mA,
45、內阻50)直流電壓表(量程0-3V,內阻5k)直流電源(輸出電壓3V,內阻可不計)滑動變阻器(0-15,允許最大電流1A)電鍵一只,導線若干。mA根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求,在下面方框中畫出實驗電路圖,并在實物圖上用筆畫線當導線連接成實驗電路。答案:外接法,分壓 30某電壓表的內阻在2030k之間,為了測量其內阻,實驗室提供下列可用的器材:待測電壓表V(量程3V)電流表A1(量程200A)電流表A2(量程5mA)電流表A3(量程0.6A)滑動變阻器R(最大阻值1 k)電源E(電動勢4V)電鍵。在所提供的電流表中應選用_。為了盡量減小偶然誤差,要求多測幾組數(shù)據(jù)。試在右邊方框中畫出符合要求的實驗電路
46、圖(其中電源和電鍵及其連線已畫出)答案:A1,分壓 31在測定金屬的電阻率的實驗中,金屬導線長約0.8m,直徑小于1mm,電阻在5左右。實驗主要步驟如下:用_測量金屬導線的長度,測3次,求出平均值L;在金屬導線的3個不同位置上用_測量直徑,求出平均值d;用伏安法測量金屬導線的電阻R。在方框中畫出實驗電路圖,并試把右圖中所給的器材連接成測量R的合適的線路。圖中安培計要求用0-0.6A量程,內阻約1;伏特計要求用0-3V量程,內阻約幾k;電源電動勢為6V;滑動變阻器阻值0-20。在閉合電鍵前,滑動變阻器的滑動觸點應處于正確位置。 根據(jù)以上測量值,得到該金屬電阻率的表達式為=_。答案:米尺;螺旋測微
47、器;外接法,限流或分壓都可以, U/VI/mA1.0 2.0 3.01.51.00.5O32用伏安法測電阻的實驗中,所用電壓表的內阻約為20k,電流表的內阻約為10,滑動變阻器的最大阻值為20,選用能夠盡量減小系統(tǒng)誤差的電路進行實驗,所測得的各組數(shù)據(jù)已用實心點標在了右圖的坐標紙上。根據(jù)各點表示的數(shù)據(jù)描出該電阻的伏安特性圖線,并由此圖線得出該電阻的阻值為RX=_(保留2位有效數(shù)字)。在方框中畫出實驗電路圖。將實物連接成實驗電路。mA答案:內接法,分壓,2.4×103 33用圖示的電路測定未知電阻RX的值。圖中電源電動勢未知,電源內阻和電流表的內阻均可忽略不計,R為電阻箱。 若要測得RX
48、的值,R至少需要取_ _個不同的數(shù)值。 若電流表每個分度表示的電流值未知,但指針偏轉角度與通過的電流成正比,則在用此電路測RX時,R至少需取_ _個不同的數(shù)值。AR RX 若電源內阻不可忽略,能否應用此電路測量RX?答:_ _。答案:2;2;不能。 34有一只電阻RX,其阻值大約在40-50之間,需要進一步測定其阻值?,F(xiàn)有的器材有:電池組E(電動勢9V,內阻約0.5)伏特表V(量程0-10V,內阻約20k)毫安表A1(量程0-50mA,內阻約20)毫安表A2(量程0-300mA,內阻約4)滑動變阻器R1(0-100,額定電流1A)滑動變阻器R2(0-1700,額定電流0.3A)電鍵一只,導線若
49、干。有兩種可供選擇的電路如圖1和圖2所示。實驗中要求多測幾組電流、電壓值。mARXEKRmARXEKRVV圖1 圖2 為了實驗能正常進行并減小系統(tǒng)誤差,而且要求滑動變阻器要便于調節(jié),在實驗中應選圖_所示的電路;應選代號為_的毫安表和代號為_的滑動變阻器。該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由_引起的,這個因素總是使實驗的測量值比真實值偏_。 若已知所用的毫安表的準確電阻值,則應選用圖_所示的電路進行測量。答案:1,A2,R1,電壓表的分流,??;2 35欲將量程為100A內阻為500的靈敏電流表改裝為量程為1mA的毫安表。需要給它_聯(lián)一只R=_的電阻。需要用一只標準毫安表對改裝毫安表進行校對。AmA校對所用的
50、器材的實物圖如下(其中標準毫安表事先已與一只固定電阻串聯(lián),以防燒表)。校對過程要求通過毫安表的電流能從0連續(xù)調到1mA。請按要求在方框中畫出校對電路圖,并在所給的實物圖上連線。答案:并,55.6;分壓 圖236電路圖中E為電源,其電動勢為E,R1為滑動變阻器,R2為電阻箱,A為電流表。用此電路,經(jīng)以下步驟可近似測得A的內阻RA:閉合K1,斷開K2,調節(jié)R1,使電流表讀數(shù)等于其量程I0;保持R1不變,閉合K2,調節(jié)R2,使電流表讀數(shù)等于I0/2,然后讀出R2的值,取RA=R2。按照電路圖在右邊實物圖所給出的實物圖中畫出連接導線。EAR1R2 K2K1真實值與測得值之差除以真實值叫做測量結果的相對
51、誤差,即,試導出它與電源電動勢E、電流表量程I0及電流表內阻RA的關系式。若已知I0=10mA,真實值RA約為30,要想使測量結果的相對誤差不大于5%,電源電動勢最小應為多少伏?答案:略;E6V AR2R1K2K1E圖137把電流表改裝為電壓表的實驗中,分3個主要步驟,實驗中給出的器材有:電流表(量程0-100A)標準伏特表(量程0-5V)電阻箱(0-9999)電阻箱(0-99999)電源(電動勢2V,有內阻)電源(電動勢6V,有內阻)滑動變阻器(0-50,額定電流1.5A)電鍵兩只,導線若干。首先要用半偏法測定電流表的內阻。如果采用圖1所示的電路測定電流表A的內電阻并且要想得到較高的精確度,那么從以上給出的器材中,可變電阻R1應選用_,可變電阻R2應選用_,電源E應選用_。 該步實驗操作的步驟有:A.合上K1 B.合上K2 C
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