- 导体的电阻
- 共2593题
在“练习使用多用电表”的实验中:
(1)用多用电表欧姆档测量电阻时,红黑表笔互换了插孔,这样_____(填“会”或“不会”)影响测量结果;
(2)如图所示是一个多用电表欧姆档内部电路的示意简图,其中有灵敏电流表(量程未知,内阻100Ω)、电池组(电动势未知,内阻r=0.5Ω)和滑动变阻器R0(总阻值未知),表刻度盘上电阻刻度中间值为15;有实验者用多用电表欧姆档测量电压表的内阻(测量过程规范),读得电压表的读数为6.0V,读得阻值为30kΩ,可知此时多用电表欧姆档的总内阻(包括电流表内阻、电池组内阻和变阻器R0的阻值)是______kΩ,灵敏电流表的量程为_____mA。若表内电池用旧,电池电动势会变小,内阻会变大,假设电池组的电动势下降到6V、内阻升高到2Ω时,但仍可调零,测得某电阻是30kΩ,这个电阻真实值是____kΩ;
(3)在使用多用电表结束后,分别将选择开关保留在如下图a、图b和图c所示的位置,其中图________(填“a”或“b”或“c”)的位置是规范的。
图a 图b 图c
正确答案
(1) 不会 (2) 15 、 0.6 、 20 (3) a
试题分析:(1)红黑表笔只有颜色不同,而一般的电阻没有极性、没有正负之分,所以不会影响;
(2)两表笔短接,调节滑动变阻器是电流表满偏,此时回路总电阻为欧姆表内阻,根据闭合电路欧姆定律:
。接入外电阻后,如果指针指向刻度中间值(中值电阻),则说明通过的电流只有短接的一半,由欧姆定律可知此时的总阻值为短接时的2倍,所以外阻(即中值电阻)和内阻此时相等。又电压表内阻30 kΩ,赔率为×103,内阻等于中值电阻为15kΩ;测电压表内阻时:
,
,所以
;调零后欧姆表内阻
,表盘的刻度值是不变的,故30 kΩ对应的电流还是0.2mA,
,所以
。
现有一块灵敏电流表,量程为200 μA,内阻约为1000 Ω,要精确测出其内阻R1,提供的器材有:
电流表(量程为1 mA,内阻R2=50 Ω);
电压表(量程为3 V,内阻RV约为3 kΩ);
滑动变阻器R(阻值范围为0~20 Ω);
定值电阻R0(阻值R0=100 Ω);
电源E(电动势约为4.5 V,内阻很小);
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)请将上述器材全部用上,设计出合理的、便于多次测量的实验电路图,并保证各电表的示数超过其量程的.将电路图画在右面的虚框中.
(2)在所测量的数据中选一组,用测量量和已知量来计算表的内阻,表达式为R1=________,表达式中各符号表示的意义是________________________.
正确答案
(1)如图所示
(6分)
(供电部分用分压电路给2分;测量部分知道把表改装且正确给2分;知道将
表当保护电阻使用给2分)
(2) (2分) I2表示表的示数,I1表示
表的示数,R2表示
表内阻,R0表示定值电阻 (1分)
分析:(1)估算电阻上最大电压和最大电流,选择电表量程.根据该电阻与变阻器最大电阻的关系选择变阻器.
(2)根据该电阻与两电表内阻的倍数关系选择电流表的接法,根据变阻器最大电阻与该电阻的关系选择分压式或限流式
解答:解:(1)精确测量电阻,需要测量多组数据,因此,采用分压电路;A2的量程太小,须串联一定值电阻R0;把电压表当作保护电阻.电路图如图:
(2)由电路图知A2表和R0串联后与A1表并联,因此电压相等,即I1R1=I2(R0+R2),所以,R1=,其中,I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数,R2表示A2表内阻,R0表示定值电阻.
故答案为:(2),I2表示A2表的示数,I1表示A1表的示数,R2表示A2表内阻,R0表示定值电阻.
点评:在仪表的选择中要注意应使测量结果更准确和安全,故电表的量程应略大于电路中可能出现的最大电流;
在接法中要注意根据各电器内阻的大小,灵活选择对应的接法.
(8分).有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.有下列器材供选用:
A.电压表(0~5 V,内阻约为10 kΩ)
B.电压表(0~10 V,内阻约为20 kΩ)
C.电流表(0~0.3 A,内阻约为1 Ω)
D.电流表(0~0.6 A,内阻约为0.4 Ω)
E.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
F.学生电源(直流6 V),还有电键、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用 ,电流表应选用 (用符号表示).
(2)实验时要求尽量减小实验误差且测量电压从零开始。请在下面虚线框内画出实验电路图.
(3)根据电路原理图连接下列实物图
(4)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如上图所示),若用电动势为3 V、内阻为2.5 Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W.
正确答案
(1)A;D (2)见下图(3)见下图 (4)0.80W(0.78~0.82)
试题分析:(1)小灯泡的额定电压是4V,所以电压表应该选A,小灯泡的额定电流为: ,电流表应该选D。
(2)小灯泡的电阻约为:,属于较小的电阻,应该用安培表的外接法,实验时要求测量电压从零开始,滑动变阻器采用分压式接法,电路设计如图:
(2)按照原理图连接实物图如下图所示
(4)本题只能采用“凑”的方法,在图线找到一点读出比如(0.4A,2V),此时电源内阻分的电压为,与小灯泡分的电压之和正好为3V,符合实际,此时小灯泡的功率为:
.
(6分).用下图所示的电路测量某一干电池的电动势和内电阻,提供的器材有:
干电池E,电压表V(量程0—3V),电流表A(量程0~0.6A),
滑动变阻器R1(0~15Ω),滑动变阻器R2(0—200Ω),开关,导线若干。
①为方便实验调节且能较准确的进行测量,滑动变阻器应选用________。
②实验中移动滑动变阻器触头的位置,读出电压表和电流表的多组数据,并在图中作出了U-I图象,请利用图象求得电源电动势E= V,内电阻r=____Ω。
正确答案
①R1 ② 1.5~1.52 0.83~0.87
试题分析:①为方便实验调节且能较准确的进行测量,应选用与电池内阻略大的滑动变阻器,一节干电池的内阻一般是零点几欧或几欧,所以应选R1。
②由闭合电路欧姆定律知,可见U-I图线的斜率的绝对值等于电池的内阻,U轴上的截距为电池的电动势,由图线可以读出电动势为1.51V,电源的内阻为
⑴用多用电表测量直流电流时,红表笔和黑表笔相比, 表笔电势高。用多用电表测量电阻时,红表笔和黑表笔相比, 表笔电势高。
⑵用多用电表正确测量了一个6KΩ电阻后,需要继续测量一个阻值大概是50Ω左右的电阻。在用红表笔、黑表笔接触这个电阻之前, 以下哪些操作步骤是必须的,请选择其中有用的,按操作步骤顺序写出: 。
E. 将红表笔和黑表笔接触
正确答案
⑴ 红、黑;⑵ CEA
试题分析:⑴在使用多用电表时应使电流从红表笔流入,从黑表笔流出多用电表,所以当使用多用电表测电流时,红表笔与电源正极相连,电势高;用多用电表测电阻时,电表内部有电源,所以黑表笔与电表内部电源正极相连,所以黑表笔电势高;⑵待测电阻50Ω较小,所以应换小赔率“×10Ω”位置,改换赔率后接着进行欧姆调零,然后测量,所以按操作步骤顺序CEA
为了测量一个阻值约为100Ω的电阻,备有下列器材
E.电建、导线
①请用实线表示导线,将图中选定的器材连接成实验电路;
②若用多用电表来测量该电阻,选用倍率“×1”的档位,发现指针偏转角较小,应 ,再
后,重新测量。
正确答案
(3) ①(3分)(滑动变阻器接为分压式)
②(3分)换成”X10”的档位; 把红黑表笔直接短接,再电阻调零;
试题分析:①由于滑动变阻器总阻值小于待测电阻,滑动变阻器用分压式接法才可以调节电路中的电压;由于,电流表用外接法,即
②选用倍率“×1”的档位,发现指针偏转角较小,说明倍率选小了,应该悬选用较大倍率的“×10”的档位,欧姆表每次改变倍率都要重新进行欧姆调零。
在“测量金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准、待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图所示,其读数为 mm(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω,额定电流2A),开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
由以上实验数据可知,他们测量是采用下图中的 图(选填“甲”或“乙”)。
(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,描绘出U-I图线。由图线得到金属丝的阻值=4.4Ω,根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 (填选项前的符号)。
A、Ω∙m B、
Ω∙m C、
Ω∙m D 、
Ω∙m
(4)任何实验测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项,选不全得一半分,有选错不得分)。
A、用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差
B、由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C、若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D、用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以消除偶然误差
正确答案
(1)2.150mm (2)甲 (3)D (4)AC
试题分析:(1)螺旋测微器固定刻度读数为2.0mm,可动刻度读数为0.01mm×15.0=0.150mm,最终读数为2.150mm.
(2)由记录数据根据欧姆定律可知金属丝的电阻Rx约5Ω,则有,比较可知Rx为小电阻,电流表应该采用外接法测量误差小;由(3)知是用伏安特性曲线来测量电阻的,就要求电压、电流从接近0开始调节,所以滑动变阻器应该采用分压接法,选甲图.
(3)根据电阻定律Rx=ρ有:ρ=
=
Ω•m=1×10-5Ω•m.
(4)用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于偶然误差,由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差,用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差,不可能清除,答案为AC.
(10分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲,由图可知其长度为________mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图可知其直径为________mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为_______Ω.
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
A.待测圆柱体电阻R
B.电流表A1,(量程0~4 mA,内阻约为50Ω)
C.电流表A2,(量程0~10mA,内阻约为30Ω)
D.电压表V1,(量程0~3V,内阻约为10 kΩ)
E. 电压表V2,(量程0~15V,内阻约为25 kΩ)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
H.直流电源E(电动势4V,内阻不计)
I. 开关S、导线若干
为使实验误差较小,要求便于调节且测得多组数据进行分析,所选电流表_____,电压表______,滑动变阻器_____(填所选器材的符号),并在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号.
(3)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为
ρ=________Ω·m.(保留2位有效数字)
正确答案
(1)50.15 4.700 220 (2)A2 V1 R1
(3)7.6×10-2
试题分析:(1)由图甲,游标卡尺的读数为50mm+3×0.05mm=50.15mm;由图乙,螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读,螺旋测微器的读数为4mm+0.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm;由图丙,用欧姆表测电阻的读数为指针示数乘以倍率,当指针指在中央附近时测量值较准确,欧姆表表盘的示数为22.0×10Ω=220Ω。
(2)电源电动势为4V,故电压表应选V1,待测电阻中最大电流约为,则电流表应选A2;滑动变阻器选择小量程的,便于调节,故选R1;因待测电阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法;又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如图所示:
(3)根据电阻定律、
,代入数据解得:
用电流表和电压表测一个电阻值约为25 kΩ、额定功率为W的电阻Rx的阻值,备用器材有:
①量程0~100 μA,内阻约为500 Ω的电流表A1
②量程0~500 μA,内阻约为300 Ω的电流表A2
③量程0~1 V,内阻约为10 kΩ的电压表V1
④量程0~15 V,内阻约为100 kΩ的电压表V2
⑤量程0~50 V,内阻约为500 kΩ的电压表V3
⑥直流稳压电源,两端的输出电压为16 V
⑦滑动变阻器,阻值范围0~500 Ω,允许最大电流1 A
⑧待测电阻Rx,开关和导线若干
(1)为了测量准确,电压表应选________,电流表应选________(填写仪器前的序号).
(2)在如图所示的方框内画出实验电路图.
若测量值为R测,真实值为R真,那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下,R测___R真(选填“大于”、“等于”或“小于”).
正确答案
(1)②④ (2)实验电路图如下所示。(3)大于
试题解析:(1)因为直流电源是16 V,则电压表应选④,待测电阻功率是W,根据P=UI,计算出电流I,可断定电压表应选②。由于待测电阻的阻值远远大于电流表的内阻,应选内接法。滑动变阻器的电阻比待测电阻小很多,应采用分压式接法。(3)采用内接法时,测量值大于真实值。
为了探究材料未知、横截面积不同的金属丝甲、乙的电阻,采用了如图所示的实验电路。A、B、C为两段金属丝的端点,F是卡在金属丝上可移动的小滑片。在实验过程中,将滑片F从A端滑向C端,滑过的距离AF记为X,电压表、电流表的示数分别记为U、I。
(1)用游标卡尺测出金属丝甲的直径d,测量结果如图所示,d= mm;甲的电阻率的表达式ρ甲= (用题目所给字母表示)
(2)电压表读数U随距离X的变化数据如下表,请绘出U随X变化的图线(描绘在答卷纸上)。
(3)在数据的测量过程中滑动变阻器的滑片P是否需要不停地移动?
(4)若已测算出金属丝乙的横截面积为S=0.20mm2,电流表示数为I=1.20A,则金属丝乙的电阻率为 Ω·m
正确答案
(1)0.6;πd2U/4IX(2)见解析)(3)不要(4)2.38*10-7(2.30~2.45)
试题分析:(1)游标卡尺的读数为:(2)用描点法绘图,如图所示:
(3)实验中,滑动变阻器是起到保护电路的作用,所以不用一直来回移动,
(4)根据欧姆定律和电阻率公式
联立可得
,带入数据可得
点评:理解影响电阻大小的因素.本题是一道创新题,能考查学生的实验创新能力,是一道好题.
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