- 交变电流
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在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻R.
(1)请写出测金属丝电阻率的表达式:=_________________(用上述测量字母表示).
(2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分别如图所示,则金属丝长度的测量值为l=__________cm,金属丝直径的测量值为d=________mm.
正确答案
(3分) 36.50(2分) 0.865(3分)
:(1)由R=ρ与S=
πd2得ρ=
.
(2)由刻度尺读得,l=36.50cm(36.48~36.52都正确);
螺旋测微器读数=固定刻度读数+半刻度读数+可动刻度读数
固定刻度读数:0半刻度读数:0.5mm 可动刻度读数:0.01mm×36.5=0.365mm 得:d=0.865mm.
点评:本题关键是要会用螺旋测微器测量长度,同时要明确安培表内、外接法的误差来源,并会选择减小误差的方法.
如图为测定一节干电池的电动势和内阻的电路图,现有两滑动变阻器R1(10Ω,1A).R2(1000Ω,1A),滑动变阻器应选___________;改进后,测出几组电流.电压的数值,并画出图,如图(乙)所示,由图象可知,这个电池的电动势为___________内阻为____________
正确答案
滑动变阻器应选R1 ;电池的电动势为1.48V(1.46~1.49均算对)内阻为0.24Ω(0.23~0.25均算对)
本实验滑动变阻器选择限流连接,要求滑动变阻器与电源内阻相当,便于控制电流和电压的变化,图线与纵坐标的交点为电源电动势,与横坐标的交点为短路电流,图线的斜率表示电源内阻大小
有同学测量水果电池的电动势和内阻,能够使用的测量仪器有电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、开关及导线若干。
(1)该实验有多种测量方法,试画出在下列限制条件下的测量电路图(不必考虑量程问题)。
①不用电阻箱;②不用电压表;③不用电流表
(2)某同学用(1)问中的方案①做此实验,并且采用作图法处理数据。假若能够用理想电表做该实验,做出的图像如图所示的话,请在此图基础上定性地画出由于电表并非理想而测出的实际图像。
正确答案
解:本实验中能够使用的测量仪器有电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱、开关及导线若干。
①不用电阻箱:那可以使用的测量仪器有电压表、电流表、滑动变阻器、开关及导线若干,根据这些仪器进行电路连接。此电路采用伏安法内接法,实验中将滑动变阻器与电流表串联,然后再与电压表并联。实验中先滑动变阻器滑片测出一组电流和电压值,再移动滑动变阻器滑片测出另一组电流和电压值,最后进行计算可得水果电池的电动势和内阻。电路图如下所示①。
②不用电压表:那可以使用的测量仪器有电流表、电阻箱、开关及导线若干,根据这些仪器进行电路连接。此电路采用串联接法,试验中将变阻箱与电流表串联。试验中调节变阻箱旋钮确定一个电阻值,测出此时电流值;然后再调节变阻箱旋钮确定另一个电阻值,测出此时的电流值;最后进行计算可得水果电池的电动势和内阻。电路图如下所示②。
③不用电流表:那可以使用的测量仪器有电压表、滑动变阻器、电阻箱、开关及导线若干,根据这些仪器进行电路连接。试验中将变阻箱与电压表进行并联,先调节变阻箱的旋钮确定一个电阻值,测出此时的电压值;再调节变阻箱的旋钮确定另一个电阻值,测出此时的电压值,最后进行计算可得水果电池的电动势和内阻。电路图如下所示③。
(2)根据题意,理想电表是不计其本身电阻的仪器,实验中电压表和电流表都存在电阻,所以不是理想电表。实验测量的值要比理论值小,所以实际的I-U曲线图如下图所示。
在“电场中等势线的描绘”实验中
(1)下列所给的器材中,应该选用的是 (用字母表示)。
(2)在实验过程中,要把复写纸、导电纸、白纸铺在木板上,它们的顺序(自下而上)是: 、 、 。
正确答案
BD (1分)
白纸、复写纸、导电纸 (每空1分、共3分)
略
如图为一正在测量中的多用电表表盘:
(1)若用×1kΩ挡测量电阻,则读数为___________Ω;
(2)若用直流50mA挡测量电流,则读数为_________mA;
(3)若用直流250V挡测量电压,则读数为________V。
正确答案
(1)6×103;(2)36.0;(3)180(各2分)
略。考查解题的读数。难度较易。
(11分)在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置,如图所示:在轮子的边缘贴上小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材)。如果小线圈的面积为,圈数为
匝,小磁体附近的磁感应强度最大值为
,回路的总电阻为
,实验发现,轮子转过
角,小线圈的磁感应强度由最大值变为零。因此,他说“只要测得此时感应电流的平均值
,就可以测出转轮转速的大小。”请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论作出评价。
正确答案
(11分)设转轮的角速度、转速分别为、
,轮子转过
角所需时间为
,通过线圈的磁通量的变化量为
,线圈中产生的感应电动势的平均值为:
…………①1分
根据法拉第电磁感应定律有:…………②2分
由闭合电路欧姆定律可知:感应电流的平均值:…………③2分
又因为:…………④2分
联立①②③④式,得: ………2分
由此可见,该同学的结论是正确的。……2分
(8分)一课外小组同学想要测量一个电源(电动势E约为6.2V,内阻r约为2.2Ω)的电动势及内阻。准备的器材有:电流表A1(0-200mA,内阻是12Ω),电阻箱R(最大阻值9.9Ω),定值电阻R0=6.0Ω,一个开关和若干导线。
(1)请在方框中画出设计电路图。
(2)若记录实验中电阻箱的阻值R和对应的A1示数的倒数,得到多组数据后描点作出R-
图线如图所示,则该电源的电动势E=______V,内阻r=_______Ω。(结果保留两位有效数字)
正确答案
(1)见解析(2)6.0;2.0
试题分析:(1)电路如图所示;
(2)根据并联电阻规律可得,电流表和电阻并联后总电阻为,根据闭合回路欧姆定律可得
,图像的斜率表示
,故可得
,解得E=6.0V;当
时,R=0,带入可得r=2.0
点评:本实验是一道创新实验题,关键是对实验电路图原理以及闭合回路欧姆定律的理解,
如图示是一个双量程电流表,Ig=0.5mA,Rg="200" Ω,计算R3和R4的阻值。(各2分)
R3= R4=
正确答案
R3="20" R4=180
试题分析:由,由并联电路的关系得到
,
,两式联立代入数据得到R3="20"
R4=180
。
点评:学生明确表头并联电阻改装成电流表,用并联电路的关系去分析问题。
某同学用如图所示电路,测绘标有“3.8V,0.3A”的小灯泡的灯丝电阻R 随电压U变化的图像.
①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:A1(量程100mA,内阻约2Ω)、A2(量程0.6A,内阻0.3Ω);
电压表:V1(量程5V,内阻约5kΩ)、V2(量程15V,内阻约15kΩ);
滑动变阻器:R1(阻值范围0-10Ω)、R2(阻值范围0-2kΩ);
电源:E1(电动势为1.5V,内阻为0.2Ω)、E2(电动势为4V,内阻约为0.04Ω).
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表_______,电压表______, 滑动变阻器__________,电源_________.(填器材的符号)
正确答案
A2; V1; R1; E2
试题分析:该实验为描绘小灯泡的伏安特性曲线,要求测量多组数据,所以滑动变阻器要采用分压式连接,滑动变阻器用电阻小的,灯泡额定电压为3.8V,电压表用量程小的,最大电流为0.3A,电流表用0.6A量程的,电源如果用1.5V的不能让灯泡正常发光
点评:在电学实验中应该掌握电表量程的选择、能判断滑动变阻器的限流分压连接等
现有一个阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表盘面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测量某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧姆)
(1)在下面的方框中画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线后的实验步骤.
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=________.
正确答案
(1)如图所示
(2)①断开电键,记下电压表偏转格数N1;②合上电键,记下电压表
偏转格数N2
(3)R
电压表指针偏转角度与通过电压表的电流,或者与加在电压表两端的电压成正比,因此表盘面无刻度值也可以用格数的多少表示电压的大小,当断开电键时,电压表偏转格数N1表示电源电动势的大小.电键闭合时,N2表示R两端电压,根据闭合电路欧姆定律,=
,得r=
R.
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