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第第頁專題7電阻測量類實(shí)驗(yàn)解答總結(jié)【本專題涉及到的常見的實(shí)驗(yàn)】1、實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性曲線2、實(shí)驗(yàn):伏安法測未知電阻3、實(shí)驗(yàn):特殊方法測未知電阻4、實(shí)驗(yàn):導(dǎo)體電阻率的測量5、實(shí)驗(yàn):測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻6、實(shí)驗(yàn):用多用電表測量電學(xué)中的物理量【方法總結(jié)提升】1.電流表內(nèi)、外接的選擇(1)兩種接法的比較內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表分壓U測=Ux+UA電壓表分流I測=Ix+I(xiàn)V電阻測量值R測=eq\f(U測,I測)=Rx+RA>Rx測量值大于真實(shí)值R測=eq\f(U測,I測)=eq\f(RxRV,Rx+RV)<Rx測量值小于真實(shí)值(2)兩種接法的選擇①阻值比較法:先將待測電阻的估計(jì)值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法.簡單概括為“大內(nèi)偏大,小外偏小”.②臨界值計(jì)算法Rx<eq\r(RVRA)時(shí),用電流表外接法;Rx>eq\r(RVRA)時(shí),用電流表內(nèi)接法.③實(shí)驗(yàn)試探法:按如圖3所示接好電路,讓電壓表一根接線柱P先后與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù)有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法.圖32.滑動(dòng)變阻器分壓式與限流式接法的選擇(1)“以小控大用分壓,相差無幾用限流”①當(dāng)采用分壓式接法時(shí),一般應(yīng)選用最大阻值較小、而額定電流較大的滑動(dòng)變阻器.②當(dāng)采用限流式接法時(shí),一般應(yīng)選用最大阻值比待測電阻稍大或差不多的滑動(dòng)變阻器.(2)必須采用分壓式接法的三種情況:①要求電壓從零開始變化;②滑動(dòng)變阻器阻值太小,不能起到限流的作用;③限流式接法不能獲取有區(qū)分度的多組數(shù)據(jù).3.測量電阻創(chuàng)新方案對比安安法如果已知的內(nèi)阻R1,則可測得的內(nèi)阻R2=eq\f(I1R1,I2)串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測得的內(nèi)阻R2=eq\f(I1R1+R0,I2)伏伏法兩電表的滿偏電流接近時(shí),若已知的內(nèi)阻R1,則可測出的內(nèi)阻R2=eq\f(U2,U1)R1并聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可得的內(nèi)阻R2=eq\f(U2,\f(U1,R1)+\f(U1,R0))替代法單刀雙擲開關(guān)分別與1、2相接,調(diào)節(jié)電阻箱R1,保證電流表兩次讀數(shù)相等,則R1的讀數(shù)即等于待測電阻的阻值半偏法測量電流表內(nèi)阻閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R1使G表滿偏;再閉合S2,只調(diào)節(jié)R2,使G表半偏(R1?R2),則R2=R測,R測<R真測量電壓表內(nèi)阻使R2=0,閉合S,調(diào)節(jié)R1使V表滿偏;只調(diào)節(jié)R2使V表半偏(RV?R1),則R2=R測,R測>R真電橋法調(diào)節(jié)電阻箱R3,當(dāng)A、B兩點(diǎn)的電勢相等時(shí),R1和R3兩端的電壓相等,設(shè)為U1,同時(shí)R2和Rx兩端的電壓也相等,設(shè)為U2,根據(jù)歐姆定律有:eq\f(U1,R1)=eq\f(U2,R2),eq\f(U1,R3)=eq\f(U2,Rx).由以上兩式解得:R1·Rx=R2·R3,這就是電橋平衡的條件,由該平衡條件可求出被測電阻Rx的阻值【例題1】一同學(xué)探究阻值約為550Ω的待測電阻Rx在0~5mA范圍內(nèi)的伏安特性??捎闷鞑挠校弘娫碋(電動(dòng)勢約為4V,內(nèi)阻不計(jì)),電壓表V1,(量程為3V,內(nèi)阻很大),電壓表V2,(量程為10V,內(nèi)阻很大),電流表A(量程為1mA,內(nèi)阻為300Ω),滑動(dòng)變阻器R(最大阻值可選10Ω或1.5kΩ),定值電阻R0(阻值可選75Ω或150Ω),開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)為了通過Rx的電流可在0~5mA范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),圖中的電壓表應(yīng)選;R應(yīng)選最大阻值為(填“10Ω”或“1.5kΩ”)的滑動(dòng)變阻器,R0應(yīng)選阻值為(填“75Ω”或“150Ω”)的定值電阻。(3)測量多組數(shù)據(jù)可得R的伏安特性曲線。若在某次測量中,電壓表的示數(shù)為2.30V、電流表的示數(shù)為0.85mA,則由此組數(shù)據(jù)得到的R的阻值應(yīng)為Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。【答案】V110Ω75Ω541【解析】(2)為了測量更加精確,電壓表應(yīng)選V1,滑動(dòng)變阻器R選最大阻值為10Ω的,方便調(diào)節(jié);通過Rx的電流最大為5mA,需要將電流表量程擴(kuò)大為原來的5倍,根據(jù)并聯(lián)分流的規(guī)律示意圖如圖所示根據(jù)并聯(lián)分流,即并聯(lián)電路中電流之比等于電阻的反比,可知解得R0=75Ω(3)Rx兩端電壓即為電壓表讀數(shù)2.30V;因電流表與R0并聯(lián),量程擴(kuò)大,通過待測電阻的電流為電流表讀數(shù)的5倍,即通過Rx的電流為I=5×0.85mA=4.25mA可得電阻為Ω≈541Ω【例題2】實(shí)驗(yàn)室有一表盤有刻度但數(shù)值已模糊的靈敏電流計(jì)?,滿偏電流約為300μA,內(nèi)阻約幾百歐.某興趣小組想要較精確地測出它的滿偏電流及內(nèi)阻,設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示.(1)請按照實(shí)驗(yàn)電路原理圖甲在圖乙中完成實(shí)物圖連接.(2)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器和變阻箱,使電流計(jì)滿偏,記錄電壓表的示數(shù)U和電阻箱的阻值,多次改變電阻箱阻值,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流計(jì)每次都滿偏,并記錄電壓表的示數(shù)U和對應(yīng)的電阻箱的阻值,根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)作出電壓表示數(shù)U隨電阻箱的電阻變化的關(guān)系圖像如圖丙所示,則可求出電流計(jì)的滿偏電流值,電流計(jì)內(nèi)阻為.(均用圖中字母P、Q表示)(3)如果上述待測電表是一只滿偏電流小于1μA的高靈敏電流計(jì),其內(nèi)阻約為,再提供兩只標(biāo)準(zhǔn)電阻,,要測量電流計(jì)內(nèi)電阻和滿偏電流,請你對上述電路圖甲進(jìn)行改進(jìn),補(bǔ)全圖丁虛線框內(nèi)的電路圖,并標(biāo)明、.【答案】P【解析】(1)依據(jù)電路原理圖將實(shí)物進(jìn)行連接,如圖所示(2)根據(jù)歐姆定律得利用圖像斜率為截距為(3)將高靈敏電流計(jì)量程擴(kuò)大,同時(shí)需串聯(lián)電阻進(jìn)行保護(hù),電路圖如答圖所示【例題3】“描繪電阻R的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)室備有下列器材:A.電源E(電動(dòng)勢為3V,內(nèi)阻不計(jì));B.電流表A1(量程為0~1A,內(nèi)阻r1約為0.1Ω);C.電流表A2(量程為0~0.6A,內(nèi)阻r2=5Ω);D.滑動(dòng)變阻器R0(阻值范圍為0~3Ω);E.開關(guān)S,導(dǎo)線若干。F.電阻R(阻值約為6Ω)(1)請?jiān)谔摼€框內(nèi)補(bǔ)充完整合理的測量電路圖。()(2)若某次測得的電流表A1和電流表A2的讀數(shù)分別為I1、I2,則此時(shí)R的阻值大小為(從I1、I2、r2、r1中選擇字母表示),若再用游標(biāo)卡尺測得電阻R的長度(如下圖),其讀數(shù)為cm,再測得外徑便可計(jì)算電阻率。(3)描繪出的電阻R的伏安特性曲線如圖所示,現(xiàn)將兩個(gè)這樣的電阻R串聯(lián)后,接在電動(dòng)勢為6V,內(nèi)阻為8Ω的電源兩端,則流過電阻R的電流大小為A(保留兩位有效數(shù)字)【答案】見解析5.010.36【解析】(1)測量電路如圖所示(2)此時(shí)R的阻值大小為游標(biāo)卡尺示數(shù)為(3)現(xiàn)將兩個(gè)這樣的電阻R串聯(lián)后,接在電動(dòng)勢為6V,內(nèi)阻為8Ω的電源兩端,設(shè)每個(gè)電阻R兩端的電壓為U,根據(jù)閉合電路歐姆定律有整理得其中,代入得做出其I-U圖線由兩條線的交點(diǎn)可知,流過電阻R的電流大小為0.36A?!纠}4】某同學(xué)按圖1所示電路進(jìn)行實(shí)物連接,改變滑動(dòng)變阻器阻值,測得多組U、Ⅰ數(shù)據(jù),繪制U—I圖像如圖2所示,在測量第2組數(shù)據(jù)到測量第4組數(shù)據(jù)時(shí)滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)了n=50匝電阻絲的距離,已知電源的輸出電壓恒定,內(nèi)阻不計(jì)。(1)在圖1中,測量第2組數(shù)據(jù)到第4組數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器滑片P該往(選填“A”或“B”)端滑動(dòng),由圖2可得,定值電阻約為Ω(保留2位有效數(shù)字);(2)用游標(biāo)卡尺測量瓷管的外徑D如圖3所示,其讀數(shù)為mm,測得滑動(dòng)變阻器電阻絲的直徑d為0.50mm,則電阻絲電阻率約為Ω·m(保留2位有效數(shù)字)?!敬鸢浮緼4.9/5.017.2【解析】(1)由閉合電路的歐姆定律可知,從第第2組數(shù)據(jù)到第4組數(shù)據(jù),電流I增大,故電阻減小,滑動(dòng)變阻器滑片P該往A端滑動(dòng);根據(jù)圖可得圖像的縱截距為斜率的絕對值為(2)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為50匝電阻絲對應(yīng)的電阻為由電阻定律電阻絲電阻率約為1.汽車在高架橋上時(shí),導(dǎo)航說右轉(zhuǎn),而實(shí)際上右邊根本沒有右轉(zhuǎn)出口,這是因?yàn)閷?dǎo)航無法判斷汽車是否在橋上。一些智能手機(jī)中配有氣壓傳感器,氣壓傳感器的電阻會(huì)隨所處環(huán)境氣壓的變化而變化,所處的高度不同,氣壓不同,這樣就可以很好地輔助導(dǎo)航來判斷汽車所處的高度,避免錯(cuò)誤導(dǎo)航。某實(shí)驗(yàn)小組在室溫下用以下器材探究氣壓傳感器的阻值隨氣壓變化的規(guī)律。A.氣壓傳感器P(阻值變化范圍從幾歐到十幾歐);B.直流電源,電動(dòng)勢為3V,內(nèi)阻不計(jì);C.電壓表量程為,內(nèi)阻約為;D.電流表,量程為,內(nèi)阻為;E.滑動(dòng)變阻器,最大阻值約為;F.開關(guān)與導(dǎo)線若干。(1)小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路原理圖,請?jiān)趫D乙中用連線將實(shí)物補(bǔ)充完整。(2)當(dāng)氣壓傳感器所處環(huán)境的氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí),閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,若電壓表的示數(shù),電流表的示數(shù),則氣壓傳感器的阻值。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)當(dāng)環(huán)境壓強(qiáng)改變時(shí),測得不同的值,繪成的圖像如圖丙所示,由圖丙可得和壓強(qiáng)的關(guān)系表達(dá)式為。(式中物理量均采用SI)?!敬鸢浮?/p>
11.0【解析】(1)如圖甲所示,電路圖為分壓式接法,且電流表內(nèi)接,故作圖如下(2)由閉合電路歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)解得(3)由圖可知,和壓強(qiáng)的關(guān)系表達(dá)式為一次函數(shù),設(shè)表達(dá)式為根據(jù)圖像可得斜率為則有代入,,解得則和壓強(qiáng)的關(guān)系表達(dá)式為2.實(shí)驗(yàn)室購買了一捆標(biāo)稱長度為的銅導(dǎo)線,唐中“加速度”社的紅梅同學(xué)想通過實(shí)驗(yàn)測定其實(shí)際長度。她首先測得導(dǎo)線橫截面積為,查得銅的電阻率為,再利用如圖所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻,從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長度??晒┦褂玫钠鞑挠校弘娏鞅恚毫砍?.6A,內(nèi)阻約0.2Ω;電壓表:量程3V,內(nèi)阻約9kΩ;滑動(dòng)變阻器:最大阻值5Ω;滑動(dòng)變阻器:最大阻值20Ω;定值電阻:;電源:電動(dòng)勢6V,內(nèi)阻可不計(jì);開關(guān)、導(dǎo)線若干?;卮鹣铝袉栴}:(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選(填“”或“”),閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至端(填“a”或“b”)。(2)在實(shí)物圖甲中,已正確連接了部分導(dǎo)線,請根據(jù)圖中的電路完成剩余部分的連接。(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí),電壓表示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為V。(4)導(dǎo)線實(shí)際長度為m(保留兩位有效數(shù)字)?!敬鸢浮?4【解析】(1)當(dāng)電流表滿偏時(shí)回路電阻為當(dāng)電流表指針偏轉(zhuǎn)三分之一時(shí),回路電阻為待測電阻約為滑動(dòng)變阻器的阻值范圍是要求滑動(dòng)變阻器的阻值在范圍內(nèi)變化,所以滑動(dòng)變阻器選擇;閉合開關(guān)S前應(yīng)使滑動(dòng)變阻器阻值最大,應(yīng)將滑片移至a端;(2)根據(jù)電路圖,連接圖甲實(shí)物圖,如圖所示(3)由乙可知,電壓表的示數(shù)為。(4)根據(jù)電阻定律有由歐姆定律有解得導(dǎo)線實(shí)際長度為94m。3.用伏安法測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí),由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按如圖甲所示的電路進(jìn)行測量,可以消除這種系統(tǒng)誤差。利用這個(gè)電路還可以對電壓表、電流表的內(nèi)阻進(jìn)行測量。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:兩個(gè)相同的待測電源內(nèi)阻,電阻箱R1(最大阻值為)電阻箱R2(最大阻值為),電壓表(內(nèi)阻約為),電流表(內(nèi)阻約為),靈敏電流計(jì),兩個(gè)開關(guān)。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按圖甲連接好電路,調(diào)節(jié)電阻箱和至最大,閉合開關(guān)和,再反復(fù)調(diào)節(jié)和,使電流計(jì)的示數(shù)為0,讀出電流表、電壓表、電阻箱電阻箱的示數(shù)分別為、;②重復(fù)①操作,反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱和(與①中的電阻值不同),使電流計(jì)的示數(shù)為0,得到了多組;③根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的多組數(shù)據(jù)作出的圖線如圖乙所示。回答下列問題:(1)電流計(jì)的示數(shù)為0時(shí),電路中和兩點(diǎn)的電勢和的關(guān)系為;(2)由操作①,可求得電壓表的內(nèi)阻為;(用表示)(3)由圖乙可得電源的電動(dòng)勢,內(nèi)阻。(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)【答案】1.91.0【解析】(1)電流計(jì)的示數(shù)為0時(shí),由歐姆定律知,的電壓為零,說明和兩點(diǎn)的電勢相等,即(2)由于電流計(jì)的示數(shù)為零,所以電流表的示數(shù)等于電壓表的電流與電阻的電流之和,則在操作①中,通過電壓表的電流電壓表的內(nèi)阻為解得(3根據(jù)閉合電路歐姆定律有結(jié)合圖像的截距可知根據(jù)閉合電路歐姆定律有結(jié)合圖像的斜率可知4.某同學(xué)要測量某電壓表的內(nèi)阻,可利用的實(shí)驗(yàn)器材有:A.待測電壓表V1(量程為,內(nèi)阻不到);B.標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2(量程為,內(nèi)阻約為);C.電源E(電動(dòng)勢為,內(nèi)阻很?。籇.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為);E.定值電阻(阻值為);F.開關(guān)S,導(dǎo)線若干。(1)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖甲補(bǔ)全如圖乙所示的實(shí)物連線;(2)當(dāng)待測電壓表V1的示數(shù)為時(shí),標(biāo)準(zhǔn)電壓表V2的示數(shù)為,改變滑動(dòng)變阻器滑片位置,經(jīng)過多次測量,得到多組的數(shù)值,以為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),畫出的圖像是斜率為3的直線,則待測電壓表V1的內(nèi)阻。(3)把待測電壓表V1改裝成量程為的電壓表,需要(填“串”或“并”)聯(lián)一個(gè)阻值的定值電阻。(4)把改裝后的電壓表跟標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對,發(fā)現(xiàn)改裝后的電壓表示數(shù)總是比標(biāo)準(zhǔn)電壓表示數(shù)大,說明在改裝電壓表時(shí)選用的定值電阻的阻值(填“偏大”或“偏小”)?!敬鸢浮?500串6000偏小【解析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖甲補(bǔ)全實(shí)物連線,如圖(2)由電路結(jié)構(gòu),結(jié)合電路歐姆定律可知以為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),畫出的圖像是斜率為解得待測電壓表V1的內(nèi)阻(3)把待測電壓表V1改裝成量程為15V的電壓表需要串聯(lián)的定值電阻阻值為(4)改裝的電壓表跟標(biāo)準(zhǔn)電表進(jìn)行核對,兩表是并聯(lián)連接,發(fā)現(xiàn)改裝后的電壓表讀數(shù)總是比標(biāo)準(zhǔn)電壓表大,說明改裝后的電壓表通過的電流偏大,根據(jù)并聯(lián)電路電流的分配與電阻成反比可知,改裝表串聯(lián)的電阻阻值偏小。5.近年來以特斯拉為代表的新能源汽車得到了空前發(fā)展,然而第一批新能源車主發(fā)現(xiàn)由于新舊電池不能混用,更換時(shí)必須是整體更換,成本高昂。成都市一中學(xué)的某學(xué)習(xí)小組為了弄清新舊電池不能混用的原因,該小組同學(xué)利用普通5號(hào)堿性電池做了如下模擬實(shí)驗(yàn)。除開關(guān)、導(dǎo)線外還有以下實(shí)驗(yàn)器材;新舊5號(hào)堿性電池若干;電壓表一個(gè)(量程0~3V,內(nèi)阻約2kΩ);電流表一個(gè)(量程0~0.3A,內(nèi)阻為2Ω);滑動(dòng)變阻器(阻值0~20Ω);(1)小王同學(xué)利用上述器材分別測量了5號(hào)堿性電池A、B的電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻(每次測量一節(jié)電池)。為了更加準(zhǔn)確的測量,則實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)該選擇(選填“甲”或“乙”);利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了U-I圖像,如圖丙所示。圖丙中更有可能是舊電池的是(選填“A”或“B”)。(2)小趙同學(xué)對標(biāo)有“2.8V,0.4W”的小燈泡描繪出了伏安特性曲線如丙圖中的C所示。若將上述A、B兩節(jié)電池串聯(lián)起來為該小燈泡供電,則小燈泡實(shí)際功率為W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),電池組發(fā)熱功率為W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。由此可推測普通5號(hào)堿性電池不能新舊混用的可能原因是:?!敬鸢浮恳褹0.140.14會(huì)在內(nèi)阻上消耗很大的功率【解析】(1)電流表內(nèi)阻已知,應(yīng)選擇乙圖可避免電表誤差帶來的影響;根據(jù)閉合電路歐姆定律可知可知圖像的斜率代表電源內(nèi)阻,舊電池的內(nèi)阻較大,由圖可知A圖是舊電池的圖像。(2)由圖可知電源電動(dòng)勢為1.4V,電池A、B的內(nèi)阻分別為將上述A、B兩節(jié)電池串聯(lián)起來為該小燈泡供電,則等效電動(dòng)勢為2.8V,等效內(nèi)阻為14,做圖如下:由圖可知此時(shí)燈泡的電壓為1.4V,電流為100mA,則電功率為W電池組發(fā)熱功率為W新舊混用后會(huì)在內(nèi)阻上消耗很大的功率。6.一實(shí)驗(yàn)小組要測定某金屬絲的電阻率。(1)實(shí)驗(yàn)前先用螺旋測微器測出金屬絲的直徑,示數(shù)如圖甲所示,則金屬絲的直徑D=mm。(2)實(shí)驗(yàn)小組成員先采用多用電表粗測金屬絲的電阻。在已經(jīng)完成機(jī)械調(diào)零的情形下,當(dāng)用“×10”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)該換用(選填“×100”或“×1”)擋,進(jìn)行一系列正確操作后,指針靜止時(shí)位置如圖乙所示,其讀數(shù)為Ω。(3)為了精確測量被測金屬絲Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的下列器材設(shè)計(jì)了如圖所示電路,其中最合理的是。A.直流電源(電動(dòng)勢E=6V,內(nèi)阻可忽略不計(jì));B.電流表A1(量程為30mA,內(nèi)阻r1=9.5Ω);C電流表A2(量程為3A,內(nèi)阻r2=0.1Ω);D.電壓表V(量程為6V,內(nèi)阻);E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10Ω,允許通過的最大電流為2A);F.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為15kΩ,允許通過的最大電流為0.5A);G.定值電阻(R3=0.5Ω);H.定值電阻(R4=5Ω);I.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干?!敬鸢浮?.700×110.0A【解析】(1)根據(jù)螺旋測微器的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為(2)用多用電表粗測Rx的電阻,當(dāng)用“×10”擋時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大,表明通過表頭的電流過大,說明待測電阻阻值較小,為了使指針指在中央刻線附近,減小讀數(shù)誤差,應(yīng)該換用“×1”擋;根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)律,該讀數(shù)為(3)由電源電動(dòng)勢與待測電阻的比值可知,電流的最大值約為0.6A,因此兩個(gè)電流表均不能直接選用,可將量程為30mA的電流表與定值電阻并聯(lián),改裝成量程為0.6A的電流表,此時(shí)接入定值電阻的阻值為故電流表選用A1,定值電阻選用R3,由于待測電阻阻值較小,為了滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)方便,并讓電壓變化范圍盡量大一些,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用最大阻值較小的R1。綜上所述,第一個(gè)電路圖符合要求。故選A。7.某同學(xué)測量電池的電動(dòng)勢E(約6V)、內(nèi)阻r(約20Ω)和一待測電阻的阻值(約50Ω)。實(shí)驗(yàn)室中可選用的其它實(shí)驗(yàn)器材有:A.電流表A1(量程為0-100mA);B.電壓表V1(量程為0-6V);C.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1500Ω);D.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為300Ω);E.滑動(dòng)變阻器R3(最大阻值為10Ω);F.開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過程如下:(1)設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖,并根據(jù)甲電路圖連接好電路;(2)將滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值調(diào)至最大,閉合S,逐次調(diào)節(jié)變阻器電阻,測出多組U和I的數(shù)值;(3)斷開開關(guān)S,將電阻拆下連在BC之間,AB用導(dǎo)線連接好,其它部分不動(dòng)。繼續(xù)重復(fù)步驟2,測出另外多組U和I的數(shù)值;(4)以U為縱軸,I為橫軸,根據(jù)步驟2、3獲得的數(shù)據(jù),在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出兩條U-I圖線,如圖乙所示。請根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作,回答下列問題:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求選擇合適的儀器,滑動(dòng)變阻器選;(選填R1、R2或R3)(2)根據(jù)電路圖連接好實(shí)物圖;(3)某次測量電壓表讀數(shù)如圖所示,則其讀數(shù)是V;(4)根據(jù)圖乙U-I圖像,求得電源電動(dòng)勢為V,待測電阻阻值為Ω?!敬鸢浮縍23.7V6.0(5.8~6.2)53.0(52.0~54.0)【解析】(1)為保證電路安全,電路中的總電阻最小為結(jié)合電路圖可知滑動(dòng)變阻器采用限流式接法,滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)大于Rx的阻值,為操作方便,應(yīng)選滑動(dòng)變阻器R2。(2)實(shí)物圖連接如下(3)由圖可知電壓表讀數(shù)為:3.7V。(4)當(dāng)Rx接AB之間時(shí),根據(jù)閉合電路的歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律可得故圖像的斜率為電源內(nèi)阻,當(dāng)Rx接BC之間時(shí),根據(jù)閉合電路的歐姆定律及串并聯(lián)電路的規(guī)律可得故圖像的斜率為電源內(nèi)阻及待測電阻之和,故結(jié)合圖像及函數(shù)表達(dá)式可得,8.小張同學(xué)用伏安法測量待測電阻的阻值,測量電路圖如圖a所示,所用電壓表和電流表的量程分別為0~3V和0~1mA,兩電表的內(nèi)阻均未知。(1)在某次測量中,電壓表和電流表的示數(shù)如圖b所示,此時(shí)電流表的示數(shù)為mA,此組數(shù)據(jù)得到的阻值為kΩ(第二空保留3位有效數(shù)字)。(2)待測電阻阻值的測量值和真實(shí)值分別用和表示,電流表的內(nèi)阻越小,對測量產(chǎn)生的誤差越(填“大”或“小”)?!敬鸢浮?.842.74小【解析】(1)電流表最小刻度0.02mA,則示數(shù)為I=0.84mA,電壓表讀數(shù)為U=2.30V,則此組數(shù)據(jù)得到(2)因R測=R真+RA,則則電流表的內(nèi)阻越小,對測量產(chǎn)生的誤差越小。9.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量一電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻(電動(dòng)勢E約為2V,內(nèi)阻約為幾歐姆)??晒┻x用的器材有:A.電流表A(量程0~30mA,內(nèi)阻為27Ω)B.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為2kΩ)C.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為10kΩ)D.滑動(dòng)變阻器R(阻值0~50Ω)E.定值電阻F.定值電阻(1)為更準(zhǔn)確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,電壓表應(yīng)該選擇,定值電阻應(yīng)該選擇。(填儀器前面的字母)(2)實(shí)驗(yàn)中電壓表和電流表的讀數(shù)如下:序號(hào)123456I/mA4.08.012.016.018.020.0U/V1.721.441.160.880.740.60(3)在圖乙中已根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn),畫出U-I圖像。(4)由圖像可知,電源電動(dòng)勢E=V,內(nèi)阻r=Ω。(結(jié)果保留兩位小數(shù))【答案】BE2.004.30【解析】(1)電源的電動(dòng)勢約為,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)采用量程為的電壓表,故選B。內(nèi)阻約為幾歐姆,則回路中最小的短路電流為電流表A的量程只有,故應(yīng)并聯(lián)一個(gè)電阻擴(kuò)大電流表量程,根據(jù)電流表改裝原理定值電阻應(yīng)該較小的,故選E。(2)U-I圖像如圖所示。(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律整理得圖象的縱截距表示電源電動(dòng)勢,電源電動(dòng)勢為圖象的斜率的絕對值為內(nèi)阻為10.某實(shí)驗(yàn)小組在拆解一電子產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí),發(fā)現(xiàn)其使用的電池是一塊扁平電池,如圖甲所示,外殼上標(biāo)有電動(dòng)勢為4.5V,為了測定該電池的實(shí)際電動(dòng)勢和內(nèi)阻,小組成員利用下面儀器,設(shè)計(jì)方案對其進(jìn)行測量。A.待測電池B.電壓表(量程0~3.00V,內(nèi)阻約4000Ω)C.電流表(量程0~100mA,內(nèi)阻為1Ω)D.電阻箱(阻值范圍0~9999Ω)E.電阻箱(阻值范圍0~99.99Ω)F.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~50Ω,額定電流0.2A)G.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0~1000Ω,額定電流0.2A)H.開關(guān)、導(dǎo)線若干(1)小組成員利用現(xiàn)有的器材,設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路圖。實(shí)驗(yàn)室所提供的電表的量程都不夠大,需要進(jìn)行改裝才能使用。如果將電流表量程擴(kuò)大到0~500mA,則電阻箱R3的阻值應(yīng)調(diào)為Ω;為滿足測量電動(dòng)勢的需要,也需要將電壓表的量程擴(kuò)大為0~4.50V,小組成員采用了以下的操作:按圖乙連接好實(shí)驗(yàn)器材,檢查電路無誤后,將S2接b,將R1的滑片移至最上端,將電阻箱R2調(diào)為零,閉合S1,斷開S3,適當(dāng)移動(dòng)R1的滑片,使電壓表示數(shù)為3.00V;保持R1接入電路中的阻值不變,改變電阻箱R2的阻值,當(dāng)電壓表示數(shù)為V時(shí),完成擴(kuò)大量程,斷開S1。(2)為了完成該實(shí)驗(yàn),滑動(dòng)變阻器R1應(yīng)選,電阻箱R2應(yīng)選。(均填寫器材前面字母標(biāo)號(hào))(3)保持電阻箱R2的阻值不變,開關(guān)S2接a,閉合S1、S3,移動(dòng)R1的滑片,讀出幾組電表的讀數(shù)U、I,并作出U-I圖像如圖丙所示,可得該電池的電動(dòng)勢為V,內(nèi)阻為Ω(此問計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】0.252.00FD4.201.90【解析】(1)電流表內(nèi)阻RA=1Ω,如果將電流表量程擴(kuò)大5倍,由并聯(lián)電路特點(diǎn)(電流與電阻成反比)可知,分壓電阻阻值為電流表內(nèi)阻的,則電阻箱R3的阻值應(yīng)調(diào)為由圖乙所示電路圖可知,滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,電壓表量程為3.00V,將電壓表量程擴(kuò)大為4.50V,電壓表滿偏時(shí),分壓電阻分壓為1.50V,由串聯(lián)電路的特點(diǎn)(電壓與電阻成正比)可知,電壓表內(nèi)阻是串聯(lián)分壓電阻的2倍,由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知,電壓表兩端電壓是分壓電阻兩端電壓的2倍,當(dāng)電壓表和電阻箱R2兩端總電壓是3.00V時(shí),電壓表示數(shù)為2.00V,分壓電阻兩端電壓是1.00V,即完成了擴(kuò)大量程。(2)分壓式接法,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇總阻值較小的F;電壓表內(nèi)阻約為4000Ω,分壓電阻分壓約為2000Ω,因此電阻箱R2應(yīng)選擇D。(3)改裝后電流表量程是原電流表量程的5倍,電流表示數(shù)是I時(shí),電路電流為5I,改裝后電壓表量程是原電壓表量程的1.5倍,電壓表示數(shù)是U,改裝后電壓表示數(shù)是1.5U,改裝后電流表內(nèi)阻由圖乙所示電路圖,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E=1.5U+5I(r+RA′)整理得由圖示U-I圖象可知,縱軸截距圖象斜率的絕對值代入數(shù)據(jù)解得,電源電動(dòng)勢E=4.20V電源內(nèi)阻r=1.90Ω11.我國正在大力發(fā)展太陽能發(fā)電。某同學(xué)想要利用如圖甲所示的電路測量在太陽光照射下電動(dòng)勢大約為的太陽能電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。(1)實(shí)驗(yàn)室中的電壓表有兩個(gè)量程:、內(nèi)阻約,、內(nèi)阻約,為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)該選擇的量程是。(2)若測得太陽能電池在某一光照條件下的輸出電壓隨輸出電流變化的圖像(圖像)如圖乙所示,分析該曲線,可知該太陽能電池作為電源時(shí)的電動(dòng)勢為V。若太陽能
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