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- 2021-05-24 发布
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课练24 实验 测定金属的电阻率 描绘小灯泡的伏安特性曲线
———[狂刷小题 夯基础]———
练基础小题
1.为了测量铅笔芯的电阻率,某同学取一支4B铅笔,去掉两端笔芯外木质部分,不损伤笔芯,按如图甲所示安放在接线支座上.
(1)该同学用刻度尺量得笔芯长度L=20.0 cm,用螺旋测微器测量笔芯的直径如图乙所示,则笔芯的直径为d=________mm.
(2)若待测电阻约为几欧姆,该同学采用实验室提供的下列器材测定铅笔芯电阻.
A.待测铅笔芯
B.电流表(0~0.6 A,0~3 A,内阻分别约为1 Ω,0.5 Ω)
C.电压表(0~3 V,0~15 V,内阻分别约为6 kΩ,30 kΩ)
D.滑动变阻器(0~10 Ω)
E.电源(3 V)
F.开关、导线若干
请根据实验要求在图甲中用笔画线代替导线(只配有两根导线)完成实物电路连接.
(3)实验测量过程中某次电压表、电流表指针偏转如图丙所示,则电压表读数U=________ V,电流表读数I=________A,计算得到铅笔芯电阻R=________Ω(电阻计算结果保留两位有效数字).
2.某同学准备测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率,实验室提供的器材有:
A.电流表G(内阻Rg=120 Ω,满偏电流Ig=6 mA)
B.电压表V(量程为0~6 V,内阻约为1 000 Ω)
C.螺旋测微器,毫米刻度尺
D.电阻箱R0(0~99.99 Ω)
E.滑动变阻器R(最大阻值为5 Ω)
F.电池组E(电动势为6 V,内阻约为0.05 Ω)
G.一个开关S和若干导线
(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,应该换用________挡(选填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲所示,其读数为________Ω.
(2)把电流表G与电阻箱并联,改装成量程为0~0.6 A的电流表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=________Ω.
(3)改装好的电流表用符号“A”表示,内阻RA已知,用该电流表和所提供的实验器材较准确地测量电阻丝Rx的阻值,请在图乙中画出实验电路图.
(4)测得电阻丝的长度为L,直径为D,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,读出电压表和电流表的示数,计算出电阻丝的电阻为Rx.写出计算电阻率的表达式ρ=________(用L、D、Rx表示).
3.[2019·武汉联考]某实验小组设计了如图甲所示的电路做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验.
(1)闭合开关S前应将图甲中滑动变阻器的滑片移到最________(选填“左”或“右”)端.
(2)若闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使电表的示数为零.原因可能是图甲中的________(选填“a”“b”或“c”)处断路.
(3)排除故障重新实验,测得多组I、U的值,作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙中实线所示,小王同学想知道电压为2.0 V时灯泡的电阻,于是他在图线上作出电压为2.0 V对应点的切线(图乙中虚线所示),求得灯泡的电阻为切线斜率的倒数,即R== Ω=3.6
Ω.试分析他的求法是否正确,如果认为正确,请说明理由;如果认为不正确,请求出正确的电阻.________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(结果保留两位有效数字)
4.[2019·成都石室中学一诊]某中学为了探究额定功率为4 W、额定电压为4 V的小灯泡消耗的功率与电压的关系,准备了如下的实验器材:
A.电压表V1(量程0~1 V,内阻2 kΩ)
B.电压表V2(量程0~15 V,内阻15 kΩ)
C.电流表A(量程0~1 A,内阻约1 Ω)
D.定值电阻R1=6 kΩ
E.定值电阻R2=16 kΩ
F.滑动变阻器R(阻值范围0~10 Ω,允许最大电流2 A)
G.学生电源(直流5 V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了减小实验误差,电压表应选用________,定值电阻应选用________,二者串联后来测量电压(均用序号字母填写)
(2)在探究功率与电压的关系时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,在方框中画出满足要求的电路图;
(3)根据设计的电路图,写出小灯泡两端电压U与电压表读数UV的关系,即U=________.若小灯泡的电功率为P,则关系图线可能正确的是________.
练高考小题
5.[2017·全国卷Ⅰ,23]某同学研究小灯泡的伏安特性.所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干.
(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图.
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示.
图(a)
图(b)
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率________(填“增大”“不变”或“减小”).
(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率.闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为________W,最大功率为________W.(结果均保留2位小数)
6.[2016·全国卷Ⅱ,23]某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.
图(a)
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2”).
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
图(b)
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号).
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
7.[2019·全国卷Ⅱ,23]某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系,图中和为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值100 Ω);S为开关,E为电源.实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出.图(b)是该小组在恒定电流为50.0 μA时得到的某硅二极管U t关系曲线.回答下列问题:
(1)实验中,为保证流过二极管的电流为50.0 μA,应调节滑动变阻器R,使电压表的示数为U1=________mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻_________(填“变大”或“
变小”),电压表示数_________(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动,以使示数仍为U1.
(2)由图(b)可以看出U与t成线性关系,硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵敏度为=____________×10-3V/℃(保留2位有效数字).
8.[2019·全国卷Ⅰ,23]某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表.该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装.然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表).
(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连接.
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示.由此可以推测出所改装的电表量程不是预期值,而是________.(填正确答案标号)
A.18 mA B.21 mA
C.25 mA D.28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是________.(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=__________.
练模拟小题
9.[2019·重庆一中期中]要测量一段阻值大约为100 Ω、粗细均匀的电阻丝的电阻率,除刻度尺、螺旋测微器、电源E(电动势为3 V、内阻约为0.5 Ω)、最大阻值为20 Ω的滑动变阻器R、开关S、导线若干外,还有电流表和电压表各两只供选择:A1(量程1 A、内阻约为1 Ω)、A2(量程30 mA、内阻约为2 Ω)、V1(量程3 V、内阻约为1 000 Ω)、V2(量程15 V、内阻约为3 000 Ω).
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,如图所示,则电阻丝的直径为________mm.
(2)为了使测量有尽可能高的精度,电流表应选________,电压表应选________.(填题目中的对应符号)
(3)实验电路应选择下列电路中的________.
(4)若用刻度尺测得电阻丝的长度为L,用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该电阻丝的电阻率的表达式为ρ=________.
10.[2019·山西省忻州一中模拟]要测绘一个标有“3V 1.5 W”的小灯泡的伏安特性曲线,备有下列器材:
A.电压表(量程3 V,内阻约6 kΩ);
B.电压表(量程15 V,内阻约30 kΩ);
C.电流表(量程0.6 A,内阻约0.5 Ω);
D.电流表(量程3 A,内阻约0.1 Ω);
E.滑动变阻器(阻值范围0~5 Ω);
F.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω);
G.直流电源(3 V,内阻不计);
H.开关、导线若干.
(1)要求多次测量并使电压表读数从零开始连续可调,上述器材中电压表应选用____________;电流表应选用__________;滑动变阻器应选用____________.(以上均填写器材前字母)
(2)请将图甲中的实物电路图用笔画线代替导线补充完整.
(3)图乙为某同学根据正确的实验电路所测的几组数据画出的U—I图象,图象是一条曲线而不是直线的原因是________________________________;从图象中可求得小灯泡电压为1.8 V时小灯泡的实际功率为________ W.
———[综合测评 提能力]———
1.[2019·北京石景山统测]某同学用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的电阻,并将得到的电流、电压数据描到U-I图象上,如图1所示.
(1)图2是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线.
(2)在图1中,由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”)表示的.
(3)在图1中,请你根据“○”数据点求出这段铅笔芯的电阻,为________Ω.
(4)对于这段2B铅笔芯电阻值的测量,如果不考虑实验中读数的误差,你认为选用________(填“内”或“外”)接法测量更准确一些.
2.[2019·河南周口期末]某同学利用如图1所示的电路测定均匀金属丝AB的电阻率,在该电路中,直流稳压电源为电路提供恒定电压,R0为定值电阻,电压表视为理想电表,移动滑片P的位置可改变金属丝接入电路中的长度.
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图2所示,读数为d=________mm;
(2)用刻度尺量出滑片P到A端的距离L1,记录此时电压表的示数U1;
(3)改变滑片P的位置,重复步骤(2),测量多组数据;
(4)若金属丝接入电路中的长度为L,直径为d,金属丝的电阻率为ρ,电压表示数为U,直流稳压电源的电压为U0,定值电阻为R0,则实验中所测量的电压与其余几个物理量之间的关系为=________.
(5)以为纵轴、L为横轴作出金属丝的-L图象,如图3所示,图线的斜率为k,纵轴截距为b,则用这些参数表示金属丝的电阻率ρ=________,直流稳压电源的电压U0=________.
3.[2019·江西红色七校一联]某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验,有下列器材供选用.
A.待测电阻Rx(约300 Ω)
B.电压表V(3 V,内阻约3 kΩ)
C.电流表A1(10 mA,内阻约10 Ω)
D.电流表A2(20 mA,内阻约5 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器R2(0~2 000 Ω,额定电流0.5 A)
G.直流电源E(3 V,内阻约1 Ω)
H.开关、导线若干
(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量.则电流表应选择________(填“A1”或“A2”);滑动变阻器应选择________(填“R1”或“R2”);请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图.
(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图所示的测量电路,具体操作如下:
①按图连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;
②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;
④待测电阻的阻值Rx=________,比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差?________(填“甲”或“乙”)同学的.
4.[2019·辽宁五校联考]覆铜板是将补强材料浸以树脂,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料,它是做印制电路板的基本材料,常叫基材.小明同学想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度.于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率ρ=1.75×10-8 Ω·m,并利用下列器材完成了这个实验.
A.电源E(电动势为6 V,内阻不计);
B.取待测长方形覆铜板一块,将两个粗铜条A、B平行压置在覆铜板的两端,与覆铜板接触良好,视为电极,如此就制成了待测电阻R(阻值约为2 Ω);
C.滑动变阻器R1(总阻值约为10 Ω);
D.定值电阻R2(阻值R2=6 Ω);
E.毫米刻度尺和游标卡尺;
F.电压表V(量程为6 V,内阻很大);
G.电流表A(量程为0.6 A,内阻约为5 Ω);
H.开关K,导线若干.
(1)请在图甲的实物图中完成实物连线,要求实验测量精度高.
(2)小明在接通电路之前,先用游标卡尺测得覆铜板的宽度d如图乙所示,则游标卡尺的读数为________mm.
(3)小明用毫米刻度尺测得覆铜板的长度L=1.001 0 m.
(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请完成连线.若所得图线的斜率用k表示,则导电铜膜的电阻R=________(用k及题中所给字母表示),根据实验数据及I-U图线求出导电铜膜的电阻R=________Ω(计算结果保留两位有效数字).
(5)计算导电铜膜厚度h的值为________mm(计算结果保留两位有效数字).
5.[2019·广东汕头一模]某小组要测量一个标有“2.5 V 2 W”小灯泡的伏安特性曲线.选用的器材有:
直流电源(3 V,内阻不计);
电流表A1(量程0~0.6 A,内阻为0.6 Ω);
电流表A2(量程0~300 mA,内阻未知);
电压表V(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);
滑动变阻器R(0~5 Ω,允许通过的最大电流为3 A);
开关、导线若干.
其实验步骤如下:
(1)由于电流表A1的量程偏小,于是小组成员把A1、A2并联后再接入电路,请按此要求用笔画线代替导线在图1中完成余下导线的连接.
(2)正确连接好电路,并将滑动变阻器滑片滑至最________端,闭合开关,调节滑片.发现当A1示数为0.50 A时,A2的示数为200 mA,由此可知A2的内阻为________Ω.
(3)若将并联后的两个电流表当成一个新电表,则该新电表的量程为________A;为使其量程达到最大,可将图2中________(选填“Ⅰ”
或“Ⅱ”)处断开后再串联接入一个阻值合适的电阻.
6.[2019·广东茂名一测]热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大,负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小.某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻Rx的导电特性.
A.电流表A1(量程10 mA,内阻r1=1 Ω);
B.电流表A2(量程0.6 A,内阻r2约为0.5 Ω);
C.滑动变阻器R1(最大阻值200 Ω);
D.滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω);
E.定值电阻R3(阻值1 499 Ω);
F.定值电阻R4(阻值149 Ω);
G.电源E(电动势15 V,内阻忽略);
H.开关与导线若干.
(1)实验采用的电路图如图甲所示,则滑动变阻器选________,定值电阻R选________(填仪器前的字母序号).
(2)用笔画线代替导线将图乙中的实物按图甲的电路补充完整.
(3)该小组根据测量数据作出热敏电阻的U-I图象如图丙所示,则该曲线对应的是________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻.
(4)若将此热敏电阻直接接到一电动势为9 V,内阻为10 Ω的电源两端,则此时该热敏电阻的阻值为________Ω(结果保留三位有效数字).
7.[2019·湖南常德一模]光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx).某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图丙所示.
(1)如图甲所示是街道路灯自动控制电路所需的元件,利用直流电源给电磁铁供电,利用220 V交流电源给路灯供电.为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,请用笔画线代替导线,正确连接电路元件.
(2)用多用电表“×100”欧姆挡,测量图甲中电磁铁线圈的电阻时,指针偏转角度太大,为了更准确地测量其阻值,接下来应选用________(填“×1k”或“×10”)欧姆挡,进行欧姆调零后重新测量,其示数如图乙所示,则线圈的电阻为________Ω.
(3)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时,继电器的衔铁将被吸合.图甲中直流电源的电动势E=6 V,内阻忽略不计,滑动变阻器有三种规格可供选择:R1(阻值范围0~10 Ω,允许通过最大电流2 A)、R2(阻值范围0~200 Ω,允许通过最大电流1 A)、R3(阻值范围0~1 750 Ω,允许通过最大电流1 A)要求天色渐暗照度降低至1.0 lx时点亮路灯,滑动变阻器应选择________(填“R1”“R2”或“R3”).为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地________(填“增大”或“减小”)滑动变阻器的电阻.
8.
有一根细长而均匀的金属管线样品,横截面如图所示.此金属材料重1~2 N,长约为30 cm,电阻约为10 Ω.已知这种金属的电阻率为ρ,密度为ρ0.因管内中空部分截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案,测量中空部分的截面积S0,现有如下器材可选:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(0~600 mA,1.0 Ω)
D.电流表(0~3 A,0.1 Ω)
E.电压表(0~3 V,6 kΩ)
F.滑动变阻器(0~20 Ω,0.5 A)
G.滑动变阻器(0~10 kΩ,2 A)
H.蓄电池(6 V,0.05 Ω)
I.开关一个,带夹子的导线若干
(1)除待测金属管线外,还应选用的器材有__________________(只填器材前的字母).
(2)在方框中画出你所设计方案的实验电路图,并把所选仪器连成实际测量电路.
(3)实验中要测量的物理量有:______________________________________________________________;计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0=________.
课练24 实验 测定金属的电阻率
描绘小灯泡的伏安特性曲线
[狂刷小题 夯基础]
1.答案:(1)1.200 (2)见解析 (3)1.80 0.36 5.0
解析:(1)由题图乙所示螺旋测微器可知,其示数为1 mm+20.0×0.01 mm=1.200 mm.(2)由题可知,待测电阻阻值很小,约为几欧姆,小于滑动变阻器最大阻值,滑动变阻器可以采用限流接法,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,实物电路图如图所示.
(3)由电路图可知,电压表量程为3 V,由题图丙可知,其分度值为0.1 V,读数为1.80 V,由于待测电阻为几欧姆,而电源电压为3 V,故电流表量程应选0.6 A,分度值为0.02 A,读数为0.36 A,待测电阻阻值R== Ω=5.0 Ω.
2.答案:(1)×1 14 (2)1.21 (3)如图所示 (4)
解析:(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大,说明待测电阻阻值较小,应该换用较小的挡,即应该换用“×1”挡.根据多用电表的读数规则,其读数为14 Ω.(2)把电流表G与电阻箱并联,改装成量程为0~0.6 A的电流表使用,由RgIg=R0(I-Ig),其中I=0.6 A,解得R0=1.21 Ω.(3)由于改装好的电流表内阻已知,所以可以设计成电流表内接电路.为了多测几组数据,可设计成滑动变阻器分压接法.(4)测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为D,由电阻定律有Rx=ρ,电阻丝的横截面积S=
,联立解得电阻率的表达式为ρ=.
3.答案:(1)右'(2)c'(3)不正确,正确的电阻为6.7 Ω
解析:(1)闭合开关S前,应该将图甲中滑动变阻器的滑片移到灯泡两端电压最小处,即将图甲中滑动变阻器的滑片移到最右端.(2)若图甲中的c处断开,则为滑动变阻器的限流式接法,无论怎样移动滑动变阻器的滑片,都不能使电表的示数为零,所以原因可能是图甲中的c处断路.(3)不正确,不能根据小灯泡I-U图线的斜率求小灯泡的电阻.根据欧姆定律可知,小灯泡I-U图象上电压为2.0 V对应点的横、纵坐标的比值等于小灯泡的阻值,即R==6.7 Ω.
4.答案:(1)A D (2)如图所示 (3)4UV C
解析:(1)由于小灯泡的额定电压为4 V,若选15 V量程,则量程太大,所以应选A,并进行改装,使其为Um=4 V量程的电压表;根据欧姆定律和串并联规律应有Um=UV1+R,解得R=6 kΩ,所以定值电阻应选D;(2)实验要求电压从零开始调节,说明滑动变阻器应采用分压式接法;由于改装后电压表内阻已知,所以电流表应采用外接法,电路图如图所示;(3)根据串联电路特点知,灯泡电压与电压表示数间的关系为U=UV+U1=UV+R1,整理得U=UV=4UV,由于灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,根据灯泡的功率P=,在P-U2图象中,斜率逐渐变小,所以只有选项C可能是正确的.
5.答案:(1)实验电路原理图如图所示.
(2)增大 增大 (3)0.39 1.17
解析:(1)小灯泡的电压要求从0开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,小灯泡的额定电压超出电压表的量程,需与R0串联后接入电路.电路图如图所示.
(2)I-U
图像中随着电流的增大,图线的斜率变小,小灯泡的电阻增大.根据电阻定律R=ρ,得灯丝的电阻率增大.
(3)当R=0时,电源路端电压与电流的关系图像如图线甲所示.此时小灯泡功率有最大值.
当R=9 Ω时,将R看作电源内阻,则等效电源内阻为10 Ω,其路端电压与电流的关系图像如图线乙所示.此时小灯泡功率有最小值.
取图线甲与小灯泡伏安特性曲线交点:
U1=3.66 V,I1=0.319 A,
小灯泡的最大功率P1=U1I1≈1.17 W.
取图线乙与小灯泡伏安特性曲线交点:
U2=1.77 V,I2=0.222 A,
小灯泡的最小功率P2=U2I2≈0.39 W.
6.答案:(1)R1 (2)见解析 (3)2 520 (4)D
解析:(1)滑动变阻器R1的阻值较小,在分压电路中便于调节,故实验中应选择滑动变阻器R1.
(2)实物图连线如图所示.
(3)电阻箱阻值为0时,电压表满偏电压Ug=2.5 V,电阻箱阻值R=630.0 Ω时,电压表的示数UV=2.00 V,此时电阻箱两端的电压UR=Ug-UV=0.5 V,根据串联电路电压与电阻成正比可得=,
故Rg=R=×630.0 Ω=2 520 Ω.
(4)电压表的满偏电流为Ig,则IgRg=Ug,
故Ig== A≈1 mA,选项D正确.
7.答案:(1)5.00 变小 增大 B (2)2.8
解析:(1)实验中I=50.0 μA,R0=100 Ω,所以U1=IR0=5.00 mV,因为图(b)是在恒定电流条件下得到的图像,斜率为负值,所以随温度的升高,硅二极管正向电压变小,由R硅=,可知硅二极管正向电阻变小,则回路中电流变大,且R0为定值电阻,的示数增大.为了确保回路中电流恒定,应使滑动变阻器的阻值变大,故滑片应向B端滑动.(2)图(b)中图线纵轴截距为0.44 V,所以= V/℃=2.8×10-3V/℃.
8.答案:(1)连线如图所示
(2)C (3)AC (4)
解析:(1)本实验的目的是对电流表进行扩大量程的改装,故应将定值电阻R与微安表并联.实物连线如答案图所示.(2)当标准毫安表示数为16.0 mA时,微安表示数为0.16 mA,故当微安表指针满偏时,测量的电流值应为25 mA,选项C正确.(3)出现上述现象的原因可能有两个:一个是并联电阻R偏小;二是微安表内阻测量值偏小.故选A、C.(4)设微安表内阻为R0,满偏电流为I0,改装成量程为I的电流表时并联电阻R=R0,故I=25 mA与I′=20 mA对应的并联电阻的关系为R′=R,代入数值得k==.
9.答案:(1)0.851(0.850~0.853) (2)A2 V1 (3)A (4)
解析:(1)螺旋测微器的固定部分读数为0.5 mm,可动部分读数为35.1×0.01 mm=0.351 mm,故最后读数为0.5 mm+0.351 mm=0.851 mm.(2)因电源E的电动势为3 V,故电压表选择V1,而电阻丝电阻约为100 Ω,则最大电流I= A=30 mA,因此电流表选择A2
.(3)根据实验原理:==50>==10,所以电流表采用内接法;滑动变阻器R的最大阻值为20 Ω,而电阻丝电阻约为100 Ω,因此滑动变阻器采用分压式接法,实验电路应选择A;(4)根据欧姆定律得Rx=,根据电阻定律得ρ==,联立解得ρ=.
10.答案:(1)A C E (2)实物图连接见解析
(3)小灯泡的电阻会随温度的升高而增大 0.72
解析:(1)灯泡额定电压为3 V,故电压表应选择3 V量程的A;由P=可知,I== A=0.5 A,故电流表应选择C;本实验要求电流从零开始调节,滑动变阻器应采用分压接法,故滑动变阻器应选用最大阻值较小的E.(2)本实验采用滑动变阻器分压接法,同时因灯泡内阻较小,故应选用电流表外接法;如图所示.(3)灯泡电阻随温度的升高而增大,因此图象为曲线;当电压为1.8 V时,电流为0.4 A,则功率P=UI=1.8×0.4 W=0.72 W.
[综合测评 提能力]
1.答案:(1)如图2所示 (2)× (3)1.6(1.5~1.7) (4)外
解析:(1)电路连接如图2所示.(2)电流表外接时,电阻的测量值偏小,则U-I图象中图线的斜率偏小,可知电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的.(3)作出的图象如图1,则R== Ω=1.6
Ω;(4)对于这段2B铅笔芯电阻值的测量,如果不考虑实验中读数的误差,因电压表的内阻远大于铅笔芯的电阻,所以选用电流表外接法测量更准确一些.
2.答案:(1)1.955(1.952~1.958) (4)+·L
(5)
解析:(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm+45.5×0.01 mm=1.955 mm;(4)由电路图可知U0=U+IR=U+,由电阻定律可知R=ρ=,整理得=+·L;(5)由-L图象可知k=,b=,解得ρ=,U0=.
3.答案:(1)A1 R1 如图所示 (2)④ 乙
解析:(1)通过待测电阻的最大电流约为Imax= A=10 mA,电流表应选择A1;实验要求电压从零开始变化,则滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1;由R>RA1RV可知电流表应采用内接法.(2)④由实验步骤②可知,通过R2与Rx的电流相等,则两支路电阻相等,由实验步骤③可知,电压表测待测电阻两端电压,由于两并联支路电阻相等,则通过它们的电流相等,由实验原理可知,通过待测电阻的电流等于电流表A1的示数I,则待测电阻的阻值Rx=;由两种实验方案的实验原理可知,甲同学的实验中电流表的内阻对实验结果有影响,而乙同学的方法消除了电流表内阻的影响,测量值与真实值相等.
4.答案:(1)如图甲所示 (2)8.08
(4)如图乙所示 -R2 2.4 (5)9.0×10-4
解析:(1)由于待测电阻较小,需将待测电阻与一定值电阻串联后与电压表并联,电流表外接.为了多测几组数据,提高实验测量精度,采用滑动变阻器分压接法.(2)实验用的游标卡尺是50分度的.根据游标卡尺读数规则,覆铜板宽度d=8 mm+4×0.02 mm=8.08 mm.(4)过尽可能多的点连接成直线.由I=可知,I-U图象的斜率k=,解得导电铜膜的电阻R=-R2.I-U图象的斜率k= Ω-1,R=-R2=8.4 Ω-6 Ω=2.4 Ω.(5)由电阻定律有ρ=R,解得导电铜膜厚度h的值为9.0×10-4 mm.
5.答案:(1)如图所示 (2)右 1.5 (3)0.84 Ⅰ
解析:(1)由于小灯泡的电阻相对于电压表内阻来说很小很小,电流表采用外接法,连接实物图如图所示;(2)开关闭合前,滑动变阻器应调至使电流表和电压表的示数为零的位置,故应调至最右端;根据欧姆定律得RA2== Ω=1.5 Ω;(3)由于Ug1=0.6×0.6 V=0.36 V,Ug2=0.3×1.5 V=0.45 V,由于Ug1
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