- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
在研究性课题的研究中,某课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究,一是电阻Rx(约为2kΩ)二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.4V,允许最大放电电流为100mA)。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,内阻RV约为10kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,内阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,内阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R(0~40Ω,,额定电流1A)
E.电阻箱R0(0~999. 9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻Rx的阻值,小组的一位成员,设计了如图甲所示的电路原理图,电源用待测的锂电池,则电流表应该选用____(选填“A1”或“A2”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值____真实值(填“大于”或“小于”)。
(2)小组的另一位成员,设计了如图乙所示的电路原理图来测量锂电池的电动势E和内阻r。
①该同学闭合开关S,调整电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为U1;电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2,可求得该电池的电动势,其表达式为E= 。
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,可以改变电阻箱阻值,取得多组数据,画出图象为一条直线,则该图像的函数表达式为: ,由图可知该电池的电动势E= V。
正确答案
.(1)A2 大于(2)①②
,
(1)∵待测阻值为2000Ω,电源电压3.4 V,∴电流最大值约为1.7mA,所以选A2
∵电流表采用的是内接,所以测量的电流准确,而电压值偏大,∴Rx的测量值大于真实值。
(2)利用闭合电路的欧姆定律得,
,
解得,E=
闭合电路的欧姆定律
纵截据表示,解得E=3/10V
图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。
⑴为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线,在图2和图3两个电路中应选择的是图____;简要说明理由:___。(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0-100Ω)
⑵在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为_______V;电阻R2的阻值为______Ω。
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子:_______。
正确答案
(1)2;电压可从0V调到所需电压,调节范围较大。
(2)5.2----5.4v;111.8(111.6—112.0均给分)
(3)热敏温度计
⑴因为描绘伏安特性曲线,所以应选择图2,因为图2电压可从0V调到所需电压,调节范围较大
⑵通过定值电阻R1的电流,,所以通过热敏电阻支路的电流为:70-36=34mA,由图可知热敏电阻两端的电压为5.2----5.4v,电阻R2的阻值为
⑶应用热敏电阻的例子:热敏温度计
(1)a、在用电流场模拟静电场描绘电场等势线的实验中,给出下列器材,ab处的电源应选用____________,电表X应选用_____________。(用字母表示)。
A.6V的交流电源
B.6V的直流电源
C.100V的直流电源
D.量程0~0.5V,零刻度在刻度盘中央的电压表
E.量程0~300μA,零刻度在刻度盘中央的电流表
b、该实验装置如图所示,如果以c、d两个电极的连线为x轴,以c、 d连线的中垂线为y轴,并将一个探针固定置于 y轴上的某一点,合上开关S,而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中,则电表X的指针与零刻度夹角的变化情况是________________。
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(2)南水北调应急供水工程关键项目PCCP(预应力钢筋混凝土管)管道工程已在部分标段安装成功。两名参加社会活动的中学生想了解一些有关南水北调工程的信息,但到达工地时工程已竣工。在待清理的废弃物中,一块从PCCP管道内壁脱落下来的圆弧形物体(如图所示)引起了他们的注意。二人决定利用随身携带的玻璃球和手表,通过对圆弧形物体的测量来确定PCCP管道的直径。在测量过程中有以下步骤:
(1)反复调整脱落物体各边的高度,将玻璃球放在物体上时,玻璃球能静止在最低点。
(2)让玻璃球从物体的某一位置由静止释放,并用手表从玻璃球经过(填“最高点”或“最低点”)开始计时。
(3)若当地的重力加速度为g,玻璃球完成n次全振动的时间为t,则PCCP管的直径表达式为;已知
,玻璃球在1分钟内完成20次全振动,则管径
。
正确答案
(1) B; D;D。
(2)最低点;;
。
略
图所示,为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需要的器材实物图,器材规格如下:(1)待测电阻RX(约100Ω)(2)直流毫安表(量程0~10mA,内阻50Ω)(3)直流电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)(4)直流电源(输出电压4V,允许最大电流1A)(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A)(6)电键一个,导线若干条。根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线。
正确答案
【错解分析】错解一:如图所示,此种连法错在变阻器的右下接线柱和电源的负极之间少连了一条线,即使变阻器取最大值,通过电路的电流也超过了10mA,大于毫安表的量程。
错解二:如图所示有两处不妥:①电压调节范围小;②电流过大。这种连法实际上与图9-19的错误是一样的。
错解三:如图所示,此种连法是用伏安法测量,电路与变阻器由滑动触头并联,无论变阻器的阻值怎样变化,流过毫安表的电流
始终超过毫安表的量程,而且当滑动触头滑到最左端时,电源还有被短路的可能,故连接错误。
错解四:如图所示,可见这种连法实际上与图9-21(变阻器取最大值时)的错误是一样的。
错解五:如图所示,显然可见,当电键闭合时电源被短路,这是不允许的,连接错误。
错解六:如图所示,电键闭合后电源被短路,滑到最右端时,电流超过毫安表的最大量程,故连接错误。
错解七:如图,无论电键是否闭合,电源、变阻器回路始终是接通的,电键的位置连接错了。
连接上的原因是:在高中学习伏安法测电阻时,接触的多是将变阻器连接一个上接线柱和一个下接线柱,串连在电路中分压限流,因而在做此题时,采用了习惯连法,没有对器材的规格要求进行计算、分析。
(2)将毫安表内接错误,错误的症结是不了解系统误差产生的原因,也是没有对器材的规格进行具体分析。
(3)出现同时连接变阻器的两个上接线柱;电表的“+”、“-”接反;不在接线柱上连线,而是在连线上连线等,说明学生缺乏实验操作的规范化训练,或缺乏亲自动手做实验。
【正解】用伏安法测电阻,首先要判明电流表应该内接还是外接,由题目所给器材规格来看,显然不满足RA<<Rx条件,而是满足Rv>>Rx条件,所以应采用外接法。若图电路,当滑动触头P处于最左端,滑动变阻器为最大值时,由题设条件流过电流表的电流
超过安培表的量程。因此变阻器既应分压又应分流。
正确的连接图为图所示。画图的关键是:毫安表需外接,变阻器接成分压电路。实验开始前将滑动变阻器的滑动触头滑至分压为零的位置。
【点评】在设计实验过程时,要根据具体实验条件,灵活应用实验原理,改变实验方法。善于从习题中或所学的物理定律的推论中得出实验原理和方法。基本原则是不能是电表超过量程,测量误差尽可能小;不能使用电器超过其额定功率,结构上不能出现短路断路现象。
实验桌上摆放着甲“220V 25W”、乙“220V 300W”、丙“220V 500W”三只灯泡,小芳同学从中任选一只,正确使用多用电表测量它的阻值,如图所示,其测量值为____ Ω,她选用的是 灯泡(填“甲、乙或丙”),测量时流过灯泡的电流是从 流向 (填“a或b”)。
正确答案
160 ;乙; b a
试题分析:该同学使用的是欧姆表的档,所以读数为
,根据
可得甲电阻为
,乙电阻为
,丙电阻为
,所以他选用的是乙灯泡,欧姆表的两个表笔是红进黑出,所以灯泡中的电流为从b到a
点评:该题的关键是理解欧姆表的工作原理以及读数原理
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