- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
测量一螺线管两接线柱之间金属丝的长度的器材如下:
A.待测螺线管L(符号):绕制螺线管金属丝的电阻率为ρ,电阻RL约为100Ω
B.螺旋测微器
C.电流表A1:量程100μA,内阻RA1=500 Ω
D.电流表A2:量程0.6A,内阻RA2=15Ω
E.电压表V1:量程6 V,内阻RV1=4 kΩ
F.电压表V2:量程3V,内阻RV2=2kΩ
G.定值电阻:R0=50Ω
H.滑动变阻器R′:全电阻约为1kΩ
I.电源E:电动势9V,内阻忽略不计
J.开关S一个,导线若干
小题1:实验中用螺旋测微器测得金属丝的直径如上图所示,其示数为d= mm。
小题2:根据所给实验器材,电流表选用 ,电压表选用 (填写实验器材前面的字母)。
小题3:根据所给实物图,在右侧方框中作出实验原理图。
小题4:若测得的金属丝直径用d表示,电流表G的读数用I表示,电压表V的读数用U表示,则由已知量和测得量的符号表示金属丝的长度L= 。
正确答案
小题1:1.125±0.001(2分)
小题2:C(1分) E(1分)
小题3:如右图
小题4:
(1)读数为1.125±0.001 (2)由于电源电动势为9V,故电压表采用E。估算电流最大为0.09A,故电流表选C。(3)实验原理如右图所示(4)电压表V通过的电流为,R0两端的电压为
,RL两端的电压为
,又由电阻定律
可解得,
为了测量一精密金属丝的电阻率:
小题1:先用多用电表×1Ω挡初测其电阻为______Ω,然后用螺旋测微器测其直径为 mm,游标卡尺测其长度是 mm。
小题2:除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ) B.电压表V2(量程l5V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2 Ω) D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6 A) F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1 A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E H.电阻箱
I.开关S,导线若干
为了减小实验误差,需进一步测其电阻而采用伏安法,则上述器材中应选用的实验器材有(填代号)______________。请在方框内设计最合理的的电路图并实物连线。但用该电路电阻的测量值______真实值(选填大于、等于或小于)。如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率____________________
正确答案
小题1:6;2.095;36.20
小题2:A,D,E,G,I; <; UπD2/4IL
解答:解:小题1:由图示多用电表可知,待测电阻阻值是6×1Ω=6Ω;由图示螺旋测微器可知,固定刻度示数是2mm,
可动刻度示数是10.0×0.01mm=0.100mm,则螺旋测微器示数是2mm+9.5×0.01mm=2.095mm;由图示游标卡尺可知,主尺示数是3.6cm=36mm,游标尺示数是2×0.1mm=0.2mm,则游标卡尺示数是36mm+0.2mm=36.2mm;
小题2:实验需要G电源,I开关与导线,电源电动势为3V,因此电压表应选:A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ);
通过待测电阻的最大电流约为I==0.5A,则电流表应选:D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω);为保证电路安全方便实验操作,滑动变阻器应选:E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A);
故需要的实验器材是:A、D、E、G、I.
为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,=6,
=250,
>
,电流表应采用外接法,实验电路图如图甲所示,根据实验电路图连接实物电路图,如图乙所示;电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值偏大,由R=
可知,待测电阻测量值比真实值小.
由电阻定律可知,R=ρ,R=
,则电阻率ρ=
.
故答案为:小题1: 6,2.095,36.2;
小题2:A、D、E、G、I,电路图如图甲所示,实物电路图如图乙所示,小于,.
(12分)按图所示的电路测量两节干电池串联组成电池组的电动势和内阻
,其中
为电阻箱,
为定值电阻,干电池的工作电流不宜超过0.5A.实验室提供的器材如下:电流表(量程0~0.6~3.0A),电阻箱(阻值范围0~999.9Ω),定值电阻若干,电键、导线若干。
①在下面提供的四个电阻中,保护电阻应选用_______。
A.5Ω B.20Ω C.100Ω D.1kΩ
②根据电路图,请在图中画出连线,将器材连接成实验电路。
③实验时,改变电阻箱的值,记录下电流表A的示数
,得到若干组
、
的数据。根据实验数据绘出如图所示的
图线,由此得出电池组的电动势
=______
,内电阻
=_______
.
正确答案
① A (3分) ② 实物图连接如图所示(3分)
③ 3.0 (2.93.0)(3分), 1.0 (0.9
1.1)(3分)
试题分析:①两节干电池的电动势是3V,干电池的工作电流不宜超过0.5A.所以电路总电阻不小于6Ω,所以保护电阻应选用A.
②由电路图将器材连接成实验电路,如上图所示.
③根据闭合电路欧姆定律,可得
,根据数学知识得知,
图象的斜率等于电源的电动势
,斜率为k≈3.00,则电源的电动势
;轴截距的绝对值
,则内阻
.
(15分)在研究某电路元件的伏安特性时,得到了如下图所示的伏安特性曲线.备用器材有电压表V1(量程为3V,内阻约为6kΩ),电压表V2(量程为15V,内阻约为150kΩ);电流表A1(量程为150mA,内阻约为10Ω),电流表A2(量程为3A,内阻约为0.3Ω);滑动变阻器R1(20Ω 1A),滑动变阻器R2(1KΩ 0.2A).
(1)实验中电压表应选择 ,电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 (选填写器材的字母代号).
(2)请在答题卡中将图中的实物连线补充完整.
(3)通过伏安特性曲线可知,随着电压的增大此元件的电阻 (选填“不变”、“增加”或“减小”)
(4)实验结束后,应先断开开关,拆除 两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(5)把此元件和电阻为99欧姆的标准电阻串联接在电动势为10V,内阻为1Ω的电源两端,此时电源的输出功率为 W.
正确答案
⑴V2 A1 R1 ⑵连线如下图 ⑶ 减小 ⑷电池(5) 0.26W (0.25~0.27W)
试题分析:(1)由表中数据可得,电压最大值接近12V,故电压表应选择V2 ,电路中电流最大为100mA,故电流表应选择 A1 ,在测量伏安特性曲线时,要求电流从零开始调节,应采用分压接法,滑动变阻器选择小电阻R1
(2)本实验采用的是滑动变阻器分压接法,电流表采用分压接法;根据原理图依次将各元件连接,一般选连接串联部分,再连接并联部分;
(3)I-U图象中,图象的斜率表示电阻的倒数,由图象可知,斜率增大,故电阻减小;
(4)实验结束后,应先断开开关,拆除电源两端的导线,防止电源出现短路,再拆除其他导线,最后整理好器材.
(5)在原图中再作出以99Ω等效为电源内阻时的伏安特性曲线,如下图,
则两图象的交点纵坐标为电路中的电流25mA;此时灯泡两端的电压为7.9V;则电源的输出总电压U=7.9+IR=9.88V;由P=UI可求得电源的输出功率P=UI=9.88×0.025W≈0.26W;
(本小题共10分) 用伏安法测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材:
电池组E 电动势3V,内阻不计
电流表A1 量程0—10 mA,内阻约为40 Ω-60 Ω
电流表A2 量程0—500 μA,内阻为1 kΩ
滑动变阻器R1,阻值范围0—20 Ω,额定电流2 A
电阻箱R2,阻值范围0—9999 Ω,额定电流1 A
电键S、导线若干
要求实验中应尽可能准确的测量Rx的阻值,请回答下面问题:
(1)上述器材中缺少电压表,需选一只电流表将它改装成电压表进行测量, 请在方框中画出测量Rx阻值的电路图,并在图中表明器材代号;
(2)实验中将电阻箱R2的阻值调到4000 Ω,再调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是________mA,电流表A2的示数是_______μA,测得待测电阻Rx的阻值是__________。
正确答案
(1)
;
(2)6.4 mA ;240 μA;195 Ω
试题分析:(1)电路如图所示,电流表改装成电压表,串联电阻(电阻箱)可以完成。由于电流的表A1的内阻相对待测电阻Rx很小,且大小不确定,采用电流表外接法。滑动变阻器R1的最大阻值很小,电压的调节能力有限,采用分压式接法。
(2)由图可知,电流表A1的示数是6.4 mA ,电流表A2的示数是240 μA。测得待测电阻=195Ω。
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