- 导体的电阻
- 共2593题
为了测量量程为3V的电压表V的内阻(内阻约2000Ω),实验室可以提供器材有:
E.滑动变阻器R,最大阻值约100Ω; F.电键K,导线若干。
从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V内阻的实验电路
(1)电流表应该选择 ,电源应该选择 ;(填代号)
(2)在虚线框中画出电路原理图
(3)说明实验所需要测量的量: ,写出计算电压表内阻Rv的表达式
正确答案
(1) B(A2) , D(E2) (2)如图
(3)电压表读数U、电流表读数I (2分) (2分)
试题分析:由待测电压表量程为3V,内阻约为2000Ω,知电压表的最大电流约为,所以电流表选择B(A2),电源E1,电动势1.5V,而电压表量程是3V,电源E1电动势太小,所以电源选择D(E2);
(2)要测电压表的电流,所以电流表与待测电压表串联,又因滑动变阻器R,最大阻值约100Ω,远小于待测电压表内阻,为调节方便,故滑动变阻器用分压式接法,所以电路图如图:
(3)根据欧姆定律知要测电压表内阻需知电压表电压和流过电压表的电流,故需测量的物理量有:电压表读数U、电流表读数I ;
。
图是利用两个电流表和
测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图。图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻
和
内阻之和为10000
(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多),
为理想电流表。
(1)按电路原理图在图虚线框内各实物图之间画出连线。
(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表和
的示数
和
。多次改变滑动端c的位置,得到的数据为
在下图所示的坐标纸上以为纵坐标、
为横坐标画出所对应的
曲线。
(3)利用所得曲线求的电源的电动势E= V,内阻r= .(保留两位小数)
正确答案
(1)连线如图所示,
(2)如图所示。
(3)由图线上读出两组数值,代入E=I1R1+(I1+I2)
r构成方程组联立求解E和r;
1.49(1.48~1.50)V,0.60(0.55~0.65)Ω
试题分析:(1)连线时,按照从电源正极,沿着电流方向依次连线(2)描点时让尽可能多的点落在直线上,偏离直线太远的点舍去不要(3)由图线上读出两组数值,代入E=I1R1+(I1+I2)r构成方程组联立求解E和r;
点评:难度中等,注意图像中求解电源电动势,首先要先推导两个电流的关系,由闭合电路欧姆定律列公式求解
某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,其电阻值大约为300Ω。步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为 mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如上图,由图可知其直径为 mm;
(3)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:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0~4mA,内阻约50Ω);电流表A2(量程0~10mA,内阻约30Ω);
电压表V1(量程0~3V,内阻约10kΩ);电压表V2(量程0~15V,内阻约25kΩ);
直流电源E(电动势4V,内阻不计);滑动变阻器R0(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A);开关S;
导线若干。
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,
①在可供选择的器材中,应该选用的电流表是_______,应该选用的电压表是_______。
②请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
③请将实物图连线成为实验电路。
正确答案
(1)50.15mm,(2) 4.698-4.700mm(3)① A2;V1
试题分析:(1)游标卡尺读数为: (2)螺旋测微器的读数为:
(3)① 电源电动势为4V,所以选用电压表,电路中最大电流为 V1 ,所以选用电流表A2;
② 因为路要求电压表从零开始,所以采用滑动变压器的分压解法,电流表的内阻较小,,所以采用电流表的外接法了,电路图如图所示
③在连接实物图时,要求连线不能相交
点评:测量电阻最基本的原理是伏安法,电路可分为测量电路和控制电路两部分设计.测量电路要求精确,误差小,可根据电压表、电流表与待测电阻 阻值倍数关系,选择电流表内、外接法.控制电路关键是变阻器的分压式接法或限流式接法.在两种方法都能用的情况下,为了减小能耗,选择限流式接法.
为了描绘额定电压为3.8V的某一导体(RX)的伏安特性曲线。实验室可以提供的器材如下:
①直流电源E(电动势约4V,内阻可不计);
②电流表A(量程为0—0.6A,内阻约0.5Ω);
③电压表V(量程0—5V,内阻约20kΩ);
④滑动变阻器R1(阻值0—10Ω,额定电流2A);
⑤滑动变阻器R2(阻值0—200Ω,额定电流1.5A);
⑥电键S及导线若干。
一同学实验测得的数据记录在下表中:
(1)请在坐标纸上根据测得的数据画出该导体的I—U图线。
(2)根据以上条件和得到的数据,符合要求的实验电路图是下面四个图中得哪一个? 应选择的滑动变阻器为(填写仪器符号):
(3)电压为1.50V时该导体的电阻值为 (结果保留2位有效数字)
正确答案
(1)图略 (2) A , ④(3)7.5Ω
试题分析:(1)图略
(2)电压表是从零开始变化的,所以滑动变阻器采用分压解法,因为被测电阻很小,所以电流表的分压大于电压表的分流,故采用电流表的外接法,所以选A,滑动变阻器的选用时需要便于操作,一般采用和被测电阻相差不大的,所以选用4
(3)从图像中找出电压时1.5V时的对应的电流,然后根据公式计算可得
点评:做此类型的实验的时候,实验电路图以及实验仪器的选取往往是难点
(1)一个小灯泡的额定电压为6.3V,额定电流约为0.3A,用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线:
A:电源E1:电动势为8.0V,内阻不计;
B:电源E2:电动势为12.0V,内阻不计;
C:电压表V:量程为0—10V,内阻约为10kΩ
D:电流表A1:量程为0—3A,内阻约为0.1Ω;
E:电流表A2:量程为0—300mA,内阻约为1Ω;
F:滑动变阻器R:最大阻值10Ω,额定电流1.0A;
开关S,导线若干。
实验中电源应该选用 ,电流表应该选用 (填前面字母序号)
(2)画出实验电路图:
正确答案
(1)A E (2)
试题分析:(1)器材的选取需安全精确,根据灯泡额定电压选择电源,小灯泡的额定电压为6.3V,电压表的量程为10V,所以电源选取A比较安全精确;电表选择在不超过量程的情况下选择小量程来提高读数的精确度,根据灯泡额定电流选择电流表,额定电流约为0.3A,故电流表应选E.
(2)描绘小灯泡伏安特性曲线,需要测出灯泡两端电压与通过灯泡的电流,电压表电压应从零调节,所以滑动变阻器应采用分压接法,灯泡电阻较小,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.
如图为—正在测量中的多用电表表盘。
(1)如果是用直流10V挡测量电压,则读数为_______ V。
(2)如果是用×100W挡测量电阻,则读数为_______ W。
(3)如果是用直流5mA挡测量电流,则读数为______ mA。
正确答案
(1)6.5(2)8.0×102(3)3.25
试题分析:(1)直流10V档最小分度为0.2V,准确值加估计到0.1V位.
(2)用×100Ω档测量电阻,读数=指示值×倍率.
(3)直流5mA档最小分度为0.1mA,准确值加估计到0.01mA位.
解:(1)用直流10V档测量电压,准确值6.4V,估计值0.5,读数为6.5V.
(2)用×100Ω档测量电阻,指示值8.0Ω,倍率为×100,读数为8.0×102Ω.
(3)用直流5mA档测量电流,准确值3.2mA,估计值0.05mA,读数为3.25mA.
在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验电路图如图所示。调节滑动变阻器测得几组电流、电压的数据:
(1)作出电源路端电压U随电流变化的U-I图象,要求尽量作满坐标线,并能清楚看出变化规律。
(2)根据图象得出电源的电动势 V和内电阻 Ω(有效数字跟表格内数据一致)
(3)实验中要求电流表测量通过电池的电流,电压表测量电池两极的电压。根据图示的电路电流表测量值 真实值(选填“大于”或“小于”)。写出现一条能减少这一误差的改进办法 。
正确答案
(1)
(2) 2.02V 0.08Ω (2分)
(3) 小于 选择电压表内阻尽量大些
试题分析:(1)为尽量作满坐标线,纵轴不能从0V开始,如图所示;
(2)在闭合回路中根据路端电压与电流的关系可知,图像与纵轴的交点表示电动势,所以电动势为2.02V,图线的斜率表示电源内阻r=0.08Ω;(3)由图知流过电源的电流等于电流表读数加上电压表的电流,所以电流表读数小于真实值,误差的原因的电压表的分流,若流过电压表的电流越小,该误差就越小,所以电压表内阻应尽量大些。
有一个小灯泡上标有“4.8V 2W”的字样,现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线.有下列器材可供选用:
A.电压表(0~3V,内阻3kΩ) B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω) D.定值电阻R1="3kΩ" E.定值电阻R2="15kΩ" F.滑动变阻器R(10Ω,2A) G.学生电源(直流6V,内阻不计)H.开关、导线若干
(1)为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用 ,定值电阻应选用 (均用序号字母填写);
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足要求的电路图;
(3)根据实验做出P-U2图像,下面的四个图象中可能正确的是 .
正确答案
(1)A;D
(2)如图所示
(3)C
试题分析:(1)电压表量程太大,所以误差较大,可采用电压表
,串联一个定值电阻扩大量程,扩大后的量程不能过大,所以保持在6V左右,故定值电阻应选择D,
(2)电压要求从零开始,所以应采用滑动变阻器的分压接法,因为灯泡的电阻非常小,所以采用电流表的外接法,又知道电压表的量程为3V,所以需要串联一个电阻,将电压表的量程扩大,所以如图所示,
(3)灯泡两端电压相当于电压表和定值电阻的总电压,所以
则图线斜率表示电阻的倒数,随温度升高电阻增大,则斜率应该减小,故选C
点评:电学实验的难点在于实验仪器的选择以及电路图的画法,特别本题中给出的两个电压表都不适用,所以需要串联一个电阻来改变量程
如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是( )
①甲表是安培表,R增大时量程增大
②甲表是安培表,R增大时量程减小
③乙表是伏特表,R增大时量程增大
④乙表是伏特表,R增大时量程减小
正确答案
C
试题分析:由电流表的改装知,并联一个电阻起分流作用改为安培表,R增大时其分担的电流减小量程减小,②对,①错,AB错;串联一个电阻起分压作用改为伏特表,R增大时其分担的电压增大量程增大,③对,④错,C对,D错。
点评:本题学生明确并联电阻起分流作用,串联电阻起分压作用。
某同学在做描绘小灯泡I-U图线的实验中得到如下一组U和I的数据:
(1)选用小灯泡额定值为“3.0 V,0.2 A”,实验中有仪器:安培表(内阻较小)、伏特表(内阻很大)、电键、导线若干外;还需要 ________、__________。
(2)请设计实验电路(要求小灯泡两端电压从零开始可调)。
(3)在下图上绘出I-U图象,图线弯曲的原因是________________________________.
(4)若一灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.
正确答案
(1)电源 滑动变阻器 (2)如下左图 (3)如下右图 电阻随灯丝温度的升高而增加
(4)10Ω
试题分析:(1)描绘小灯泡的伏安特性曲线实验器材小灯泡、电压表、电流表电键、导线若干外,还需要电源、滑动变阻器(2)实验要求小灯泡两端电压从零开始可调,所以滑动变阻器用分压式接法,小灯泡灯丝的阻值较小,故测量电路用电流表的内接法,电路图如图所示:
(3)描点画图如下图,随着电压的增大,灯丝的温度逐渐升高,灯丝的电阻率随温度的升高而增大,所以灯丝的阻值越来越大,故图像发生弯曲。
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