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1、實(shí)驗(yàn)專題-電阻的測量1、右圖為一電學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連線圖 該實(shí)驗(yàn)可用來測量待測電阻Rx的阻值(約500) 圖中兩具電壓表量程相同, 內(nèi)阻都很大 實(shí)驗(yàn)步驟如下:調(diào)節(jié)電阻箱, 使它的阻值R0與待測電阻的阻值接近; 將滑動變阻器的滑動頭調(diào)到最右端合上開關(guān)S將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動, 使兩個(gè)電壓表指針都有明顯偏轉(zhuǎn)記下兩個(gè)電壓表V1和V2的讀數(shù)U1和U2多次改變滑動變阻器滑動頭的位置, 記下V1和V2的多組讀數(shù)U1和U2求Rx的平均值回答下面問題:()根據(jù)實(shí)物連線圖在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)的電路原理圖,其中電阻箱的符號為, 滑動變阻器的符號為,其余器材用通用的符號表示。()不計(jì)電壓表內(nèi)阻的影響,用U1、U2
2、和R0表示Rx的公式為Rx=_()考慮電壓表內(nèi)阻的影響, 用U1、U2、R0、V1的內(nèi)阻r1、V2的內(nèi)阻r2表示Rx的公式為Rx=_2、某同學(xué)利用圖(a)所示的電路研究燈泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的發(fā)光情況(假設(shè)燈泡電阻恒定),圖(b)為實(shí)物圖。(1)他分別將L1、L2接入圖(a)中的虛線框位置,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡均能正常發(fā)光。在圖(b)中用筆線代替導(dǎo)線將電路連線補(bǔ)充完整。(2)接著他將L1和L2串聯(lián)后接入圖(a)中的虛線框位置,移動滑動變阻器的滑片P,當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí),發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)燈泡亮而另一個(gè)燈泡不亮,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是。3某同
3、學(xué)用伏安法測電燈泡的電阻時(shí),誤將電流表和電壓表接成如圖5所示的電路,接通電源后,可能出現(xiàn)的情況是A電流表燒壞 B電壓表燒壞C小燈泡燒壞 D小燈泡不亮4、實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如實(shí)物圖1所示,有:電池E,電動勢約10V,內(nèi)阻約1;電流表A1,量程10A,內(nèi)阻r1約為0.2;電流表A2,量程300mA,內(nèi)阻r2約為5;電流表A3,量程250mA,內(nèi)阻r3約為5;電阻箱R1,最大阻值999.9,阻值最小改變量為0.1;滑線變阻器R2,最大阻值100;開關(guān)S;導(dǎo)線若干。要求用圖2所示的電路測定圖中電流表A的內(nèi)阻。 圖1 圖2(1)在所給的三個(gè)電流表中,哪幾個(gè)可用此電路精確測出其內(nèi)阻?(2)在可測的電流表中任
4、選一個(gè)作為測量對象,在實(shí)物圖上連成測量電路。(3)你要讀出的物理量是_。 用這些物理量表示待測內(nèi)阻的計(jì)算公式是_。5、圖甲、乙是兩組同樣的器材實(shí)物圖,用來測量待測電阻R的阻值,每組器材中包括:電池,電鍵,變阻器,電壓表,電流表,等測電阻R,若干導(dǎo)線。 圖甲 圖乙(1)如果待測電阻R的阻值比電壓表的內(nèi)阻不是小很多,但R的阻值比電流表的內(nèi)阻大很多,試在圖甲中連線使之成為測量電路;如果待測電阻R的阻值比電流表的內(nèi)阻不是大很多,但R的阻值比電壓表的內(nèi)阻小很多,試在圖乙中連線使之成為測量電路。(2)如果已知上述電壓表的內(nèi)阻RV和電流表的內(nèi)阻RA,對圖甲和圖乙中連成的測量電路,分別寫出計(jì)算待測電阻的公式(
5、用測得的量和給出的電表內(nèi)阻來表示)。6、要測量一塊多用電表直流10檔的內(nèi)阻RA(約為40),除此多用電表外,還有下列器材:直流電源一個(gè)(電動勢E約為1.5V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),電阻一個(gè)(阻值R約為150),電鍵一個(gè),導(dǎo)線若干。要求(1)寫出實(shí)驗(yàn)步驟;(2)給出RA的表達(dá)式.7、用伏安法測量電阻阻值R,并求出電阻率 給定電壓表(內(nèi)阻約為50k)、電流表(內(nèi)阻約為40)、滑線變阻器、電源、電鍵、待測電阻(約為250)及導(dǎo)線若干。(1)畫出測量R的電路圖。 (2)圖6中的6個(gè)點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)中測得的6組電流I、電壓U的值,試寫出根據(jù)此圖求R值的步驟: 。 求出的電阻值R ;(保留3位有效數(shù)字)(3)待測電
6、阻是一均勻材料制成的圓柱體,用游標(biāo)為50分度的卡尺測量其長度與直徑,結(jié)果分別如圖7、圖8所示。由圖可知其長度為 ,直徑為 .(4)由以上數(shù)據(jù)可求出 。(保留3位有效數(shù)字)8 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(nèi)阻,電動勢約為9.0V;電壓表V1,量程為1.5V,內(nèi)阻r1750;電壓表V2,量程為5V,內(nèi)阻r22500;滑線變阻器R,最大阻值約為100;單刀單擲開關(guān)K,導(dǎo)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(shí)驗(yàn)電路原理圖(原理圖中的元件要用題圖中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注)。(2)根據(jù)你所畫的電路原理圖在題給的實(shí)物圖上畫出連線。
7、(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_。 9、利用圖中給定的器材測量電壓表V的內(nèi)阻Rv。圖中E 為電源(內(nèi)阻可忽略不計(jì)), R 為電阻箱,K 為電鍵。 將圖中實(shí)物連接為測量所用的電路。 寫出實(shí)驗(yàn)中必須記錄的數(shù)據(jù)(用符號表示),并指出各符號的意義:_. 用 中記錄的數(shù)據(jù)表示RV的公式為RV=_。 10、現(xiàn)要測量某一電壓表V的內(nèi)阻。給定的器材有:待測電壓表V(量程V,內(nèi)阻約4k); 電流表mA(量程1.2mA,內(nèi)阻約500);直流電源E(電動勢約2.4V,內(nèi)阻不計(jì));固定電阻個(gè);R1=4 000,R=10 000,R3=15 00
8、0;電鍵S及導(dǎo)線若干。要求測量時(shí)兩電表指針偏轉(zhuǎn)均超過其量程的一半。i.試從個(gè)固定電阻中選用個(gè),與其它器材一起組成測量電路,并在虛線框內(nèi)畫出測量電路的原理圖。(要求電路中各器材用題中給定的符號標(biāo)出。)ii.電路接通后,若電壓表讀數(shù)為U,電流表讀數(shù)為I,則電壓表內(nèi)阻RV= 。 11、實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管,已知螺線管使用的金屬絲電阻率=1.7×108 m。課外活動小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)來測算螺線管使用的金屬絲長度。他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、螺旋測微器(千分尺)、導(dǎo)線和學(xué)生電源等。他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻,操作過程分以下三個(gè)步驟:(請?zhí)顚懙?/p>
9、步操作)將紅、黑表筆分別插入多用電表的“”、“”插孔;選擇電阻檔“×1”;_;把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接,多用表的示數(shù)如圖9(a)所示。 根據(jù)多用電表示數(shù),為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍,應(yīng)從圖9(b)的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇_電路來測量金屬絲電阻;他們使用千分尺測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖10所示,金屬絲的直徑為_mm;根據(jù)多用電表測得的金屬絲電阻值,可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長度約為_m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)他們正確連接電路,接通電源后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)電流始終無示數(shù)。請?jiān)O(shè)計(jì)一種方案,利用多用電表檢查電路故障并寫出判斷依據(jù)。(只
10、需寫出簡要步驟)_12、圖1中電源電動勢為E,內(nèi)阻可忽略不計(jì);電流表具有一定的內(nèi)阻,電壓表的內(nèi)阻不是無限大,S為單刀雙擲開關(guān),R為待測電阻。當(dāng)S向電壓表一側(cè)閉合時(shí),電壓表讀數(shù)為U1,電流表讀數(shù)為I1;當(dāng)S向R一側(cè)閉合時(shí),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(shí)物圖之間畫出連接的導(dǎo)線。 13、某同學(xué)欲采用如圖所示的電路完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。圖中電流表的量程為0.6 A,內(nèi)阻約0.1 ;電壓表的量程為3 V,內(nèi)阻約6 k;為小量程電流表;電源電動勢約3 V,內(nèi)阻較小,下列電路中正確的是 14、有一電流表 ,量程為1 mA,內(nèi)阻r1約為100
11、 。要求測量其內(nèi)阻。可選用器材有:電阻器R0,最大阻值為99999.9 ;滑動變阻器甲,最大阻值為10 k;滑動變阻器乙,最大阻值為2 k;電源E1,電動勢約為2 V,內(nèi)阻不計(jì);電源E2,電動勢約為6 V,內(nèi)阻不計(jì);開關(guān)2個(gè),導(dǎo)線若干。采用的測量電路圖如圖所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:斷開S1和S2,將R調(diào)到最大;合上S1調(diào)節(jié)R使?jié)M偏;合上S2,調(diào)節(jié)R1使 半偏,此時(shí)可以認(rèn)為 的內(nèi)阻rgR1,試問:在上述可供選擇的器材中,可變電阻R1應(yīng)該選擇 ;為了使測量盡量精確,可變電阻R應(yīng)該選擇 ;電源E應(yīng)該選擇 。認(rèn)為內(nèi)阻rgR1,此結(jié)果與rg的真實(shí)值相比 。(填“偏大”、“偏小”或“相等”)15、檢測一個(gè)標(biāo)稱值
12、為5 的滑動變阻器??晒┦褂玫钠鞑娜缦拢篈待測滑動變阻器Rx,全電阻約5 (電阻絲繞制緊密,匝數(shù)清晰可數(shù))B電流表A1,量程0.6 A,內(nèi)阻約0.6 C電流表A2,量程3 A,內(nèi)阻約0.12 D電壓表V1,量程15 V,內(nèi)阻約15 kE電壓表V2,量程3 V,內(nèi)阻約3 kF滑動變阻器R,全電阻約20 G直流電源E,電動勢3 V,內(nèi)阻不計(jì)H游標(biāo)卡尺I毫米刻度尺J電鍵S、導(dǎo)線若干用伏安法測定Rx的全電阻值,所選電流表_(填“A1”或“A2”),所選電壓表為_(填“V1”或“V2”)。 畫出測量電路的原理圖,并根據(jù)所畫原理圖將下圖中實(shí)物連接成測量電路。 為了進(jìn)一步測量待測量滑動變阻器電阻絲的電阻率,
13、需要測量電阻絲的直徑和總長度,在不破壞變阻器的前提下,請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,寫出所需器材及操作步驟,并給出直徑和總長度的表達(dá)式。16、為了測量一個(gè)阻值較大的末知電阻,某同學(xué)使用了干電池(1.5 V),毫安表(1 mA),電阻箱(09999 ),電鍵,導(dǎo)線等器材。該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖(a)所示,實(shí)驗(yàn)時(shí),將電阻箱阻值置于最大,斷開K2,閉合K1,減小電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)為I11.00 mA,記錄電流強(qiáng)度值;然后保持電阻箱阻值不變,斷開K1,閉合K2,此時(shí)電流表示數(shù)為I10.80 mA,記錄電流強(qiáng)度值。由此可得被測電阻的阻值為_。經(jīng)分析,該同學(xué)認(rèn)為上述方案中電源電動勢的值可能與標(biāo)稱值不一致
14、,因此會造成誤差。為避免電源對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,又設(shè)計(jì)了如圖(b)所示的實(shí)驗(yàn)電路,實(shí)驗(yàn)過程如下:斷開K1,閉合K2,此時(shí)電流表指針處于某一位置,記錄相應(yīng)的電流值,其大小為I;斷開K2,閉合K1,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)為_,記錄此時(shí)電阻箱的阻值,其大小為R0。由此可測出Rx_。 17、某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材探究一種金屬絲的電阻率。所用的器材包括:輸出為3V的直流穩(wěn)壓電源、電流表、待測金屬絲、螺旋測微器(千分尺)、米尺、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線等。(1)他們截取了一段金屬絲,拉直后固定在絕緣的米尺上,并在金屬絲上夾上一個(gè)小金屬夾,金屬夾可在金屬絲上移動。請根據(jù)現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路,并連
15、接電路實(shí)物圖14。(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:正確連接電路,設(shè)定電阻箱的阻值,開啟電源,合上開關(guān);讀出電流表的示數(shù),記錄金屬夾的位置;斷開開關(guān),_,合上開關(guān),重復(fù)的操作。(3)該小組測得電流與金屬絲接入長度關(guān)系的數(shù)據(jù),并據(jù)此繪出圖15的關(guān)系圖線,其斜率為_A-1m-1(保留三位有效數(shù)字);圖線縱軸截距與電源電動勢的乘積代表了_的電阻之和。 (4)他們使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖16所示。金屬絲的直徑是_。圖15中圖線的斜率、電源電動勢和金屬絲橫截面積的乘積代表的物理量是_,其數(shù)值和單位為_(保留三位有效數(shù)字)。18、有一根圓臺狀均勻質(zhì)合金棒如圖甲所示,某同學(xué)猜測其電阻的大小與該合金棒
16、的電阻率、長度L和兩底面直徑d、D有關(guān)。他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):(1)用游標(biāo)卡尺測量合金棒的兩底面直徑d、D和長度L。圖乙中游標(biāo)卡尺(游標(biāo)尺上有20個(gè)等分刻度)的讀書L=_cm. (2)測量該合金棒電阻的實(shí)物電路如圖丙所示(相關(guān)器材的參數(shù)已在圖中標(biāo)出)。該合金棒的電阻約為幾個(gè)歐姆。圖中有一處連接不當(dāng)?shù)膶?dǎo)線是_.(用標(biāo)注在導(dǎo)線旁的數(shù)字表示)(3)改正電路后,通過實(shí)驗(yàn)測得合金棒的電阻R=6.72.根據(jù)電阻定律計(jì)算電阻率為、長為L、直徑分別為d和D的圓柱狀合金棒的電阻分別為Rd=13.3、RD=3.38.他發(fā)現(xiàn):在誤差允許范圍內(nèi),電阻R滿足R2=Rd·RD,由此推斷該圓臺狀合金棒的電阻R=_。(
17、用、L、d、D表述) 19、硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件。某同學(xué)用題22圖2所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系。圖中R0為已知定值電阻,電壓表視為理想電壓表。請根據(jù)題22圖2,用筆畫線代替導(dǎo)線將題22圖3中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。 若電壓表的讀數(shù)為,則I mA; 實(shí)驗(yàn)一:用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池,調(diào)節(jié)滑動變阻器,通過測量得到該電池的U-I曲線a。見題22圖4,由此可知電池內(nèi)阻 (填“是”或“不是”)常數(shù),短路電流為 mA ,電動勢為 V。實(shí)驗(yàn)二:減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測得U-I曲線b,見題22圖4。當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時(shí),若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V。則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為 mW(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。20、甲同學(xué)要把一個(gè)量程為200的直流電流計(jì)G,改裝成量度范圍是04的直流電壓表。她按圖所示電路、用半偏法測定電流計(jì)G的內(nèi)電阻rg,其中電阻0約為。為使rg的測量值盡量準(zhǔn)確,在以下器材中,電源應(yīng)選用_
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