- 交变电流
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在用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验中提供了如下器材:
①待测电阻RX,(约100Ω);
②直流毫安表(量程0~20mA,内阻约50Ω);
③直流电压表(量程0~3V,内阻约5kΩ);
④直流电源(输出电压3V,内阻可不计);
⑤滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流lA);
⑥电键一个,导线若干条。
实验要求最大限度的减小误差,则毫安表的连接应选择 (填“内接”或“外接”)
的连接方式;滑动变阻器的连接应选择 (填“限流”或“分压”)的连接方式。
正确答案
小题1:外接
小题2:分压
小题1:因为毫安表阻值与被测阻值接近,分压效果明显,所以采用外接;
小题2:又因为滑动变阻器阻值远小于被测电阻阻值,为了便于测量,所以采用分压式接法。
(10分)
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,某同学测得电流-电压的数据如下表所示:
(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;
(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系,已作出电阻随电流的变化曲线如图所示:请指出图线的特征,并解释形成的原因。
正确答案
(1)
(2)电阻随电流增大,存在三个区间,电阻随电流的变化快慢不同。
第一区间电流很小时,电阻变化不大;第二区间灯丝温度升高快,电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能,灯丝温度升高变慢,电阻增大也变慢。
此题涉及描绘小灯泡的伏安特性曲线。(1)描绘图像时要注意选择合适的标度,然后根据所测得的数据在坐标纸中描点,有平滑的曲线拟合,在拟合过程中注意舍掉距离较远的点,不在线上的点,要均匀分布在线的两侧保证曲线平滑。(2)在伏安特性曲线中,可以看出电阻随电流增大,存在三个区间,电阻随电流的变化快慢不同。第一区间电流很小时,电阻变化不大;第二区间灯丝温度升高快,电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能,原因在于灯丝温度升高变慢,电阻增大也变慢。本题考查了学生分析处理数据,处理问题的能力。有一定综合性,有一定难度。
在用伏安法测电池电动势和内阻的实验中,一位同学记录了6组数据(如下表)
(1)在下面方框中画出实验原理图
(2)根据记录数据在图乙所示的坐标纸上作U-I图线,并根据图线求出E=__________,r=__________.
正确答案
(1)
(2)1.45 V 0.70 Ω(0.67| Ω—0.72 Ω均可)(各2分)
略
在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的重量,如图所示为电子秤的原理图。滑动变阻器的滑动片的上端与弹簧上端连接,托盘和弹簧的质量均不计。当托盘中没有放物体时,滑动头刚好在a点,且电压表示数为零;当托盘中的物体质量改变时,电压表示数发生相应的改变,从而测出物体的质量。设变阻器的总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为零,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其它阻力,电压表为理想表,重力加速度为g。
(1)根据上述原理,电压表应接在______两端。(选填“pq”或“mn”)
(2)要获得电压表的满量程称重,制作上述电子秤时,使用的电源为:电动势为9V、内阻很小的干电池,而变阻器R、定值电阻R0、电压表,可从下列器材中选出__________(填器材前的顺序号)。
E、量程为3V的电压表 F、量程为15伏的电压表。
(3)若不计电池内阻,物体质量m与电压表示数U的关系是:m=
(4)若电池使用过久,所测物体的质量 真实值(填“大于”、“等于”或“小于”)
正确答案
(1)pq (2分) (2)BCE(2分) (3)m=kL(R+R0)U/REg= kLU/3g(3分) (4)小于(3分)
略
用如图的电路测量一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为2V,内阻非常小,为防止滑动变阻器电阻过小时由于电流过大而损坏器材,电路中用了一个保护电阻Ru。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外,可供使用的实验器材还有:
A.电流表(量程I:0.6A,量程Ⅱ:3A);
B.电压表(量程I:3V,量程Ⅱ:15V);
c.定值电阻(阻值2Ω、额定功率5w);
D.定值电阻(阻值10Ω、额定功率10w);
为了完成实验:
小题1:电流表应选用量程 (填“I”或“Ⅱ”)。
小题2:电压表应选用量程 (填“I”或“Ⅱ”)。
小题3:保护电阻R。应选用 (填“C”或“D”)。
正确答案
小题1:
小题2:
小题3:C
略
测量一只量程已知的电压表内阻,器材如下:
A. 待测电压表 (量程3V,内阻约3KΩ)
B.电流表 (量程0.6A,内阻0.01Ω)
C. 定值电阻R(阻值2KΩ,额定电流0.5A)
D.电源E(电动势约3V,内阻不计)
E.开关两只,S1、S2,导线若干
(1)某同学设计了如图 (甲)所示的测量电路,在实验操作时,发现不可行。你认为主要问题是 。
(2)请从上述所给器材中选用所需器材,帮助该同学设计一个能尽量减小实验误差的测量电路,并在虚线框内画出原理图,要求标明给定器材的符号。用需要测量的物理量和电路中器材已给的物理量,写出电压表内阻的计算式Rv= 。并从图中所给的器材中选出你所需要的器材,连接成实验电路图。
正确答案
(1)不可行理由:电流表量程太大,而电路中电流太小,电流表没有明显读数。(2分)
(2) 电路图(3分) 连线(3分)
分析:(1)由图甲可知,电压表与电流表串连接入电路,根据电源电动势及电表内阻,
由闭合电路的欧姆定律求出电路电流,然后根据根据该电流分析答题.
(2)为了减小实验误差,可以把电压表与定值电阻串连接入电路,
用开关控制定值电阻是否接入电路,然后由串联电路特点及欧姆定律求出电压表内阻.
解:(1)图甲所示电路中,电路最大电流I==
≈0.001A,电路电流太小,电流表量程是0~0.6A,电流表量程太大,电流表指针偏转不明显,电流表没有明显读数,因此图甲所示电路不可行.
(2)电压表与定值电阻串联,开关S2与定值电阻并联,实验电路图如图1所示;
根据实验电路图连接实物电路图,实物电路图如图2所示;
闭合开关S1、S2读出电压表示数U1,电源电动势E=U1,
然后断开开关S2,读出电压表示数U2,定值电阻两端电压:
UR=E-U2=U1-U2,此时电路电流I==
,
电压表内阻RV==
=
;
故答案为:(1)电流表量程太大,而电路中电流太小,电流表没有明显读数.
(2)实验电路图如图1所示,实物电路图如图2所示;.
如图所示的电路为用伏安法测量金属电阻R的电路图,当S接a时,电压表示数为2.7V,电流表示数为5.0mA,当S接b时,电压表示数为2.8V,电流表示数为4.0mA,那么为了较准确测量该电阻S应接于 点(填a或b),该电阻测量值较准确的数值等于_______Ω,测量值比真实值_______(填偏大或偏小)。
正确答案
b 点 700欧 偏大
略
实验室有一只小灯泡,标有“3V,0.6W”字样。现要用下图中给出的器材(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为6V,内阻为1Ω;设电流表为理想电流表,电压表的内阻约为10000Ω),要求测量小灯泡正常发光时的电阻R1 和不发光时的电阻R2 。
①将实验电路图画在方框中(要求尽量减小误差)。
②根据你所学的知识判断,测量结果:R1_____R2(大于、等于或小于)。
正确答案
(1)
(2)R1__大于 _R2(大于、等于或小于)
①滑动变阻器阻值较小,一般选用分压式接法,或者电源电动势6V,小灯泡正常发光电压为3V,额定电流,电路中的总电阻
,小灯泡电阻
,如果选用限流式接法,则此时变阻器的有效电阻为30-15-1=14Ω,而变阻器的最大电阻为10Ω,所以不能选用限流式接法,由于电流表为理想电表,所以应该用电流表外接法,所以电路图如下
②小灯泡正常发光时,温度较高电阻较大,温度越高电阻越大,所以R1大于 R2
一灵敏电流计,允许通过的最大电流(满刻度电流)为Ig=50μA,表头电阻Rg=1kΩ
(1)若改装成量程为Im=1mA的电流表,应该串联还是并联一个电阻? 新表内阻为多少?
(2)若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表,应该再串联还是并联一个多大的电阻?
正确答案
50 9950
试题分析: (1)并联
(2)串联
点评:在改装电流表时,需要并联一个电阻分流,在改装电压表的时候,需要串联一个电阻分压,
某同学用满偏电流为1mA, 内阻为
100Ω的表头,设计了一个多量程多用电表。其内部结构示意图如图甲,表盘如图乙。电流表的量程分别为10mA和250mA,电压表的量程分别为10V和250V,测电阻档分别为×10Ω和×100Ω。则:
(1)多用电表功能选择开关s分别与“1”、“5”相接时,“1”对应的测量量和量程是:________,“5” 对应的测量量和量程是:________.
(2)若E1=1.5V,内阻不计.要使该多用电表功能选择开关s接“3”时测电阻的倍率为“×10Ω”,其中R3=_______Ω.
(3)若多用电表功能选择开关s分别接“2”、“3”、“6”时表头指针如图乙所示.此时电表的读数分别为_______, _________, _________。
正确答案
(1)“1”直流电流250mA,“5”直流电压10V;
(2)140Ω;(3)3.94~3.96mA,220Ω,97~98V;
(1)本题考查万用表原理,当s接“1”或“2”为电流表,因为只有把灵敏电流表与定值电阻并联才能扩大到大量程的电流表,且并联的电阻越小量程越大,所以开关接“1”时为电流表,量程为250mA;开关接“5”或“6”时为电压表,且串联电阻越大量程越大,所以接5时为小量程10V(2)用万用表测电阻时应使指针指在中间最为准确,s接3时电路结构为,R1与R2串联后与电流表并联,并联后的电阻很小,当外电阻为150Ω时,指针只在中间,利用中值电阻即电路总电阻此时应为300Ω,电流表半偏电流为0.5mA,干路电流为5mA,电流表电压为0.05V,外电阻电压为0.75V,R3电压为0.7V,所以R3电阻为0.7V/0.005A=140Ω(3)开关s分别接“2”、“3”、“6”时,分别测量的是量程为10mA的电流、档位×10Ω的电阻、量程为250V的电压
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