- 交变电流
- 共1899题
本学期我们学校物理实验室进行了改造,新进了一批螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=3.4×10-8 Ωm。课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。
⑴他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:(请填写第②步操作)
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“×1”;
②________________________________________________________________;
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图(a)所示。
⑵根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图(b)的四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻;
⑶千分尺测量长度可以精确到 mm.他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数为_________mm;
⑷根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。(结果保留两位有效数字)
⑸他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数。他们利用多用电表的电压档检查电路故障,写出简要步骤。
正确答案
⑴将红、黑表笔短接,调节调零旋钮进行电阻调零⑵丁⑶0.260 mm(0.258—0.262 mm均给分)⑷6.0m⑸见解析
试题分析:⑴将红、黑表笔短接,调节调零旋钮进行电阻调零
(2)被测电路比较小,所以应避免电流表的分压,采用电流表的内接法,滑动变阻器采用分压接法可以得到较大范围的电压变化,所以采用丁图
(3)千分尺测量长度可以精确到0.001mm,读数为
(4)从图中可得该电阻的阻值为 ,根据公式
可得L=6m
⑸使用多用电表的电压档位,接通电源,逐个测量各元件、导线上的电压,若电压等于电源电压,说明该元件或导线发生断路故障。
点评:殴姆调零与机械调零要区分,前者是调节殴姆表内的滑动变阻器的电阻来使电流表达到满偏;后者是螺丝刀调节指针使其电流为零.
某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示.
小题1:根据表中提供的数据,若利用图象确定电池的电动势和内阻,则应作 图象;
小题2:根据(1),利用测得的数据,在坐标纸上画出适当的图象;
小题3:由(2)中作出的图象可知,该电池的电动势E= V,内阻r= Ω
正确答案
小题1:A
小题2:见右图
小题3:1.46V~1.48V (2分) , 0.90~1.00
(2分)
小题1:电压表测的是路端电压,电阻箱可以用来求干路电流,根据闭合电路的欧姆定律:,所以应该做出
图像,截距表示电动势,斜率表示内阻,故答案选A;
小题2:根据表格中的数据描点做出图线,注意标度的选取,原则是使图线占据表格的中间部分;
小题3:由图像截距可以直接得出E=1.46V~1.48V;
由于读数有误差所以内阻在0.90~1.00
某人用多用表按正确步骤测量一电阻阻值,选择开关指在“×100”欧姆档,指针指示位置如图所示,则这电阻是 Ω。如果要用这多用表测量一个约200Ω的电阻,为了使测量比较精确,应选的欧姆档是 (填“×10”、“×100”、或“×1K”)。
正确答案
1.2×103;×10
如图所示电阻值:12,测量一个约200Ω的电阻阻值较小,应该换用小倍率的,所以应该选欧姆档×10
某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,表内除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池)。为了测定该电池的电动势和内电阻,
实验室中提供如下器材:
A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻10Ω);
B.电流表A2(0~0.6~3A,内阻未知);
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1A);
D.定值电阻R(阻值990Ω);
E.开关与导线若干。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图a所示的电路,请你按照电路图在图b上用笔画线代替导线完成线路连接。
(2)图c为该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E= V,内阻
r= Ω。(保留两位有效数字)
正确答案
(1) (2) 9.0 10
把图c中图线延长与纵轴相交
本题用电流表与定值电阻串联替代电压表,则9.0mA电流等效电压为,因此电动势为9.0v;
同理8.0mA等效电压为8.0v,6.0mA等效电压为6.0v;=
(6分)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻,使用的器材还包括定值电阻(=5
)一个,开关两个,导线若干,实验原理图如图(a),主要实验步骤如下:
①按电路图正确连接电路。
②检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱,示数如图(b)所示,读得电阻值是____________;
③ 将开关闭合,开关
断开,电压表的示数是1.49V;将开关
_______,电压表的示数是1.16V;断开开关
。
④使用测得的数据,计算出干电池的内阻是_______(计算结果保留二位有效数字)。
正确答案
(6分) ②20Ω;③闭合;④ 0.69欧
试题分析:②电阻箱的阻值为2×10Ω=20Ω③测量电源电动势和内阻主要采取的方法是通过改变外电阻改变路端电压,利用E=U+Ir得到方程组求解,所以本题中通过通断开关改变外电阻④由闭合电路欧姆定律有,由两公式可知内阻为0.69Ω
点评:难度中等,要理解本实验的实验原理,是通过闭合电路欧姆定律测量的,即公式E=U+Ir的应用,通过多次改变路端电压和电流得到方程组求解出电源电动势和内阻
图a中电源电动势为E,内阻可忽略不计;电流表具有一定的内阻,电压表的内阻不是无限大,S为单电阻。当S向电压表一侧闭合时,电压表读数为U1,电流表读数为I1;当S向R一侧闭合时,电流表读数为I2。
(1)根据已知条件与测量数据,可以得出待测电阻R= 。
(2)根据图a所给出的电路,在图b的各器件实物图之间画出连接的导线。
正确答案
当开关扳向电压表一端时,,当开关扳向电阻R一端时
,有两个公式联立可得待测电阻值
(8分)某同学想要了解导线在质量相同时,
电阻与截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷
导线,进行了如下实验:
(1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如图10所示.读得直
径d=__________ mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?
若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7 Ω·m,则表中阻值为3.1 Ω的导线长度l=________
m(结果保留两位有效数字).
正确答案
(1)1.200 (2)不满足 R与S2成反比(或RS2=常量) (3)19
(1)螺旋测微器读数应先读可动刻度左边露出的主刻度L,如本题为1 mm,再看固定刻度水平线对应的可动刻度n,如本题为20.0,记数为L+n×0.01=1 mm+
20.0×0.01 mm=1.200 mm.
(2)直接用两组R、S值相乘(50×0.784=39.2,10.0×1.753=17.53),可得RS明显不相等,
可判断结果为“不满足”;并同时可简单计算
50.0×0.9994≈50×1,10×1.4944≈10×1.54≈50,两者接近相等,即R与d的四次方成
反比,得出R与S2成反比.计算时选择合适的数据可使自己计算简单方便,如本题中
的(50.0,0.999,0.784)和(10.0,1.494,1.753).
(3)根据R=ρ有:l=
=
m≈19 m.
有一个小灯泡上标有“6V,1.2W”的字样,现要测量其伏安特性曲线,要求电压从零开始测量。备有下列器材:
A.直流电源(9V)
B.滑动变阻器(最大值30Ω)
C.电压表(0~10V,内阻约为3KΩ)
D.电流表(0~0.3A,内阻约为0.01Ω)
E.开关一只,导线若干
①请在虚线框内画出电路图,并在实物图上连线。
②当小灯泡两端电压为6V时,测得通过它的电流为0.20A,当电压降为3V时,流过灯丝的电流为0.15A,那么当小灯泡两端电压为5V时,流过灯丝的电流为________。
A.I = 0.17A B.I = 0.25A C.0.15 A
正确答案
(1)电路如图(3分),实物连接如图(4分)
(2)D(4分)
本题中小灯泡正常工作时电阻为R =" U" 2/ P =30Ω,是电流表内阻的3000倍,而电压表内阻是小灯泡电阻的100倍,所以设计电路时应为电流表的内接法,题目要求电压从零开始调节,滑动变阻器应连接为分压式。
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。
某同学要测量一待测电阻Rx的阻值,备选器材如下:
电流表A,量程为50mA,内阻r=30Ω; 电压表V1,量程为3 V,内阻约为2 kΩ;
电压表V2,量程为15 V,内阻约为4.5kΩ;待测电阻Rx,阻值约为20Ω;
定值电阻R0,阻值为10.0Ω; 滑动变阻器R1。最大阻值为20Ω;
滑动变阻器R2,最大阻值为200Ω; 电源E,电动势为4V,内阻忽略不计;
开关S,导线若干.
实验中要求电表的读数超出量程的,能测多组数据,并有尽可能高的测量精确度.
(1)该实验中电压表应选用 ,滑动变阻器应选用 ;
(2)在下面的方框中画出实验电路图,标明仪器代号;
(3)如果在实验中,电压表的示数为U时,电流表的示数为I,则待测电阻Rx的阻值表达式为____________.
正确答案
(1)V1 R1 (2)如图 (3)
试题分析:(1)题中要求电表读数要超出量程的,故电压表选V1;经分析可知应选择滑动变阻器分压式接法,故选择R1,电流表内阻已知,当电压表和电流表同时接近满偏时,总电阻为60Ω,故电路如图所示;由欧姆定律知,待测电阻为
。
(9分)有一电压表,其量程为3V,内阻约为3000Ω,要准确测量该电压表的内阻,提供的实验器材有:
电源:电动势约15V,内阻不计; 电压表
:量程2V,内阻r2="2000Ω" ;
定值电阻:阻值20Ω; 定值电阻
:阻值3Ω;
滑动变阻器:最大阻值10Ω,额定电流1A ; 电键一个,导线若干。
设计的一个测量电压表的内阻的实验电路图如图所示
①实验中定值电阻应选用 (
或
);
②说明实验所要测量的物理量: 和 ;
③写出电压表内阻的计算的表达式
= .
正确答案
① (3分) ②电压表
的示数
,电压表
的示数
,(3分)③
(3分)
试题分析:①电压表与
的最大串联电压为
,根据串联单路分压规律可知:
,解得R=20Ω,所以定值电阻应选
.
②、③:由欧姆定律所以,只要读出电压表
的读数
和电压表
的读数
,即可求出待测电压表的内阻;解得
.
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