- 导体的电阻
- 共2593题
(12分) 待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
E.滑动变阻器,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0A
F.滑动变阻器,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5A
G.电源,电动势
=4V(内阻不计)
H.电键及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的1/3,请从所给的器材中选择合适的实验器材_______________________(均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量的最佳实验电路图并标明元件符号;
(3)待测电阻的表达式为=________________,式中各符号的物理意义为______________________.
正确答案
(1)ABDEGH (4分)
(2)如图 (4分)
(3) (2分);
、
分别为
和
表示数,
与
分别 为定值电阻和
内阻的阻值.(2分)
试题分析:(1)据题意,电动势为E=4v,所给电压表量程为15v,测量出的数据将会出现较大误差,所以需要改装一个电压表,由于电路中的电流最大值为,电流表应该选择A1:量程为150mA;用量程为20mA的电流表A2和定值电阻为100Ω的R0改装成电压表;电路中连接了滑动变阻器后,通过滑动变阻器的最小电流为0.8A,则应该选择R1,所以用到的器材为:ABDEGH。
(2)由于滑动变阻器总阻值较小,小于待测电阻阻值,应接成分压式;据,则电流表应接成外接法。
(3)据伏安法,通过待测电阻的电流为:,待测电阻两端电压为:
,所以待测电阻阻值为:
。
(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,使用的小灯泡规格为“6V 3 W”,其他可供选择的器材有:
电压表V1(量程6V,内阻约为20kΩ)
电压表V2(量程20V,内阻约为60kΩ)
电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)
电流表A2(量程0.6A,内阻约为1Ω)
变阻器R1(0~1000Ω,允许通过的最大电流为0.5A)
变阻器R2(0~20Ω,允许通过的最大电流为2A)
学生电源E(6~8V)
开关S及导线若干
(1)实验中要求电压表在0~6V范围内读取并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,在上述器材中,电流表应选用________,电压表应选____________,变阻器应选用________。
(2)在方框中画出实验的原理图。
正确答案
(1)A2 V1 R2
(2)
(1)由于灯泡额定电压为6V,所以电压表选择V1,灯泡的额定电流为P/U=0.5A,所以电流表量程选择A2,由于本实验需要测量多组数据,滑动变阻器需要采用分压连接,所以滑动变阻器选择小电阻的R2(2)电流表外接,滑动变阻器分压方式
(13分)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.8 Ω的保护电阻R0,实验电路如图所示.
(1)连好电路后,当该同学闭合电键,发现电流表示数为0,电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错,且接触良好;他用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接a、b;b、c;d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是______________________________.(3分)
(2)按电路原理图1及用多用电表的电压挡检查电路,把两表笔分别接c、d时的实物电路图,以画线代导线将没连接的线连接起来.(3分)
(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测得下列数据且根据数据在下面坐标图中描出对应的点,请画出U—I图,并由图求出:电池的电动势为______,内阻为_____.(4分)
(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,造成本实验的系统误差的原因是:_____(3分)
正确答案
(1)R断路(2)如图(3)1.5 V (1.45-1.55) 0.09 Ω (0.080Ω-0.100Ω)
(4)电压表内阻分流。
(1)闭合开关后电压表有读数,说明定值电阻,和开关良好,把两表笔分别接a、b;b、c;d、e时,示数均为0,说明b、c;c、d;d、e这三段有断路,又因为两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,说明c、d断路即R断路,
(2)用描点法画图,如图所示。
(3)根据公式E=Ir+U,建立方程可得。
(4)因为电压表的分流,电流表测得电流并不是电路的总电流,所以会对实验造成误差。
(6分)某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。
(1)他分别将L1、L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。
(2)接着他将L1和L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是
(3)现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L3(6V,10W),单刀双掷开关S。在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。
正确答案
(1)如图b。
(2)由于RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
(3)如图c。
由于灯泡L2和L1额定电压相同,灯泡L2功率大得多,故RL2比RL1小得多,灯泡L2分得的电压很小,虽然有电流渡过,但功率很小,不能发光。
(1)测量某电阻丝的电阻率,需先用螺旋测微器测电阻丝的直径,示数如图所示,则该电阻丝的直径为 mm。
实验中可用的器材有:电压表V(量程3V,内阻约为3k)、电流表(量程300mA,内阻约为5
),滑动变阻器(变化范围0~5
)、电源(3V)、小灯泡、开关、导线若干。
试在下面方框中画出精确测量该电阻丝电阻(阻值约为15)的电路图。
(2)若将该正确电路中电阻丝换成小灯泡来描绘小灯泡的伏安特性曲线,得到如下数据(U和I分别表示小灯泡上的电压和电流)。请在图中画出小灯泡的伏安特性曲线。
(3)若将本题中的小灯泡直接接在电动势为1.5 V、内阻为2.0电池的两端,小灯泡的实际功率是
W。
正确答案
(1)1.468~1.472 (2分) 电路图见解析(3分)
(2)见解析 (3)0.28W(0.24~0.32均正确)(2分)
(1)直径D=1.0mm+47.0×0.01mm=1.470mm;电路如图;(2)小灯泡的U-I曲线如图所示
(3)根据小灯泡的伏安特性曲线和电源的外特性曲线可知小灯泡的功率P=0.35×0.8W=0.28W。
在用电压表和电流表研究小灯泡在不同电压下的功率的实验中,实验室备有下列器材供选择:
A.待测小灯泡(3.0 V、1.5 W)
B.电流表(量程3 A,内阻约为1 Ω)
C.电流表(量程0.6 A,内阻约为5 Ω)
D.电压表(量程3.0 V,内阻约为10 kΩ)
E.电压表(量程15.0 V,内阻约为50 kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值为100 Ω,额定电流50 mA)
G.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω,额定电流1.0 A)
H.电源(电动势为4.0 V,内阻不计)
I.电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好,电流表应选用________;电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在虚线框内画出实验电路图.
(3)某同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图甲所示.则电压值为________ V,电流值为________ A,小灯泡电阻的测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出如甲所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)( )
正确答案
(1)C D G (2)见解析。(3) 1.80 V, 0.33 A 偏小(4) BD
试题分析:(1)从测量精确度考虑,小灯泡的额定电压为3V,所以电压表选取量程为3V的,小灯泡的额定电流I=,所以电流表选取量程为0.6A的,最大阻值为100Ω的滑动变阻器接入电路测量误差较大,所以选取最大阻值为10Ω的滑动变阻器.故选C、D、G.
(2)由于电压和电流需从0开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,灯泡的电阻R=,远小于电压表内阻,与电流表内阻相当,属于小电阻,采取电流表的外接法.电流图如下.
(3)电压表量程为3V,所以1格等于0.1V,所以电压表读数为1.80V.电流表量程为0.6A,所以1格等于0.02A,所以电流表读数为0.33A;由于电压表的分流作用,所以电阻的测量值偏小;
(4)根据I-U图线的斜率表示电阻的倒数,知电阻随电压的增大而增大.P-U2图线的斜率表示电阻倒数,电阻增大,知P与U2图线的斜率减小,所以B正确.P-I2图线的斜率表示电阻的大小,电阻增大,知P与I2图线的斜率增大.所以D正确.
(10′)在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,除开关、导线外,还有如下器材:
A.小灯泡“6V 3W ”, B.直流电源6 ~ 8V
C.电流表(量程3A,内阻约0.2 Ω),
D.电流表(量程0.6A,内阻约1 Ω)
E.电压表(量程6 V,内阻约20 kΩ),
F.电压表(量程20V,内阻约60 kΩ)
G.滑动变阻器(0 ~ 20 Ω、2 A),
H.滑动变阻器(1 kΩ、0.5 A)
(1)实验所用到的电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填字母代号)
(2)在虚线框内画出最合理的实验原理图。
(3)图示中量程为0.6A的电流表的读数为 A。
正确答案
(1)DEG;(2) 电流表外接,分压电路 (图略);(3)0.16
(1)根据P=UI可得小灯泡正常发光时的电流为0.5A,实验时电表的选取原则为电路物理量能使电表满偏最好,所以电流表选取D,直流电源为6-8V,所以电压表应选取E。滑动变阻器的选取原则为操作方便,H电阻太大,操作时不方便,所以应选取G。
(2)因为电流表的内阻和小灯泡的内阻差不多,所以如果采用电流表的内接,电流表分压太大,又因为电压表的内阻大,分流较小,所以采用电流表的内接法,(或者根据判断)研究伏安特性曲线需要电压从零开始,所以滑动变阻器采用分压接法。
(3)此表为2分度刻度盘。读数为0.16A
(1)图一中螺旋测微器读数为__________mm。图二中游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)读数为_________cm。
(2)如图10是多用表的刻度盘,当选用量程为50mA的电流档测量电流时,表针指于图示位置,则所测电流为_______mA;若选用倍率为“×100”的电阻档测电阻时,表针也指示在图示同一位置,则所测电阻的阻值为_______Ω。
正确答案
(1)1.996~1.998 (2分) 1.098或1.094(2分)
(2)30.7~30.9(2分) 1.5×103(2分)
(1)螺旋测微器读数:1.5mm+0.01mm×49.6(49.6~49.8)=1.996(1.996~1.998)mm;游标卡尺读数:10mm+0.02mm×47(或49)=10.94(或10.98)mm=1.094(或1.098)cm;
(2)当选用量程为50mA的电流档测量电流,每小格代表1.0mA,所以读数为30.7~30.9 mA;欧姆表的读数为:15×100Ω=1.5×103Ω。
如图所示,是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下:⑴按电路图接好实验电路;⑵接通电键S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度.记下这时的电压表读数U0=6.2V和微安表读数I0=490μA;⑶断开电键S并同时开始计时,每隔5s或10s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;⑷根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点(右图中用“×”表示)。根据以上实验结果和图象,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为_________C,从而算出该电容器的电容约为________F.
正确答案
Q0=8×10-3C,C=1.3×10-3F
按照图中的点,用光滑曲线把它们依次连接起来,得到i-t图线,图线和横轴所围的面积就是放电量,即原来电容器的带电量。每小格相当于2.5×10-4C,用四舍五入法数得小方格有32个,所以Q0=8×10-3C。再由C= Q0/ U0,得C=1.3×10-3F。
实验室中现有如下实验器材:
电流表A1(量程0 ~ 0.6 A,内阻0.2 Ω) 电流表A2(量程0 ~ 3 A,内阻0.05 Ω)
电压表V1(量程0 ~ 3 V,内阻3 kΩ) 电压表V2(量程0~15 V,内阻15 kΩ)
滑动变阻器R0(0~50 Ω) 蓄电池(电动势为6 V);开关、导线
①为了较准确测量Rx阻值,电压表应选 ______________、
电流表应选__________。
②在方框内画出该实验的电路图。
正确答案
①V1、A1
②
①V1、A1②如右图所示。
由待测电阻Rx额定功率和阻值的大约值,可以计算待测电阻Rx的额定电压、额定电流的值约为U=≈2.2 V,I =
=" 0.45" A。
则电流表应选A1,电压表应选V1。又因 =" 24.5" Ω>Rx,则电流表必须外接。因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻Rx,故优先考虑滑动变阻器的限流接法,若用限流接法,滑动变阻接入电路的电阻应大于R = E/I - Rx = 8.3Ω,故可用限流电路。
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