- 恒定电流
- 共18115题
用伏安法测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,测量结果总存在系统误差。按下图甲所示的电路进行测量,可以消除这种系统误差。
(1)该实验的第一步是:闭合开关S1,将开关S2接2,调节滑动变阻器Rp和r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U1,I1;请你接着写出第二步,并说明需要记录的数据____________________________________。
(2)由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式是Rx=___________。
(3)将图乙中给出的仪器按照电路图的要求连接起来,
正确答案
(1)将开关S2接1,读出这时电压表和电流表的示数U2,I2
(2)
(3)图“略”
有一个电阻Rx,其阻值为20 Ω左右,现要更精确地测量其电阻,手边现有器材如下:
A.电源E(电动势12.0V,内阻0.5 Ω);
B.电压表(0~3~15 V,内阻大于3 kΩ);
C.电流表(0~0.6~3 A,内阻小于1 Ω);
D.滑动变阻器R1(0~10 Ω,2.0 A);
E.滑动变阻器R2(0~1 750 Ω,0.3 A);
F.开关S和导线若干。
(1)滑动变阻器应选用____(填“R1”或“R2”)。连接电路时,电压表的量程应选___V,电流表的量程应选___A。
(2)请在方框中画出实验电路图。
正确答案
(1)R1,0~15,0~0.6
(2)
在伏安法测电阻的实验中,备用器材有电压表(内阻约为20kΩ)、电流表(内阻约为10Ω)、电池、滑动变阻器(最大值20Ω)、电键、导线。要求选择能够尽量减小误差的电路图进行实验,将得到的被测电阻的电压、电流数据用实心圆点标于坐标图上(如图所示)。
(1)请根据各点表示的数据描出被测电阻的I-U图线;
(2)由图线求得该电阻的阻值______________Ω;(保留两位有效数字)
(3)将实验所使用的电路图画在下边的方框中。
正确答案
(1)
(2)2.4×103(2.3-2.5)
(3)
某实验小组用如图甲的电路测量一直流安培表的内电阻.所给的器材有:电池E(约4.5V);电流表A(量程0~300mA,待测内阻约为5Ω);电压表V(量程0~3V);电阻箱R1;滑动变阻器R2(0~10Ω),以及电键S和导线若干.
①图乙实物图中,已连接了部分电路,请完成余下电路的连接.
②请完成主要实验的步骤:
A、连接好实验电路,把变阻器的滑动片调到______(a或b端);
B、闭合电键,调节______,使通过安培表电路电流从小到大变化,读出并记录数据.
③若电压表、电流表的读数分别为U和I,电阻箱读数为R1,则电流表的内电阻RA=______.
正确答案
①根据实验原理图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
②由电路图可知,滑动变阻器采用分压接法,为保护电路,闭合开关前滑片应置于a端;
闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,使电路中电流不断变化,读出多组电压、电流值.
③电阻箱和电流表串联,R=RA+R1=,则电流表内阻:RA=
-R1;
故答案为:①实物电路图如图所示;②a;滑动变阻器的阻值;③-R1.
量程为3V的电压表,其内阻约为3kΩ,现要求测出该电压表内阻的值,并有尽可能高的测量精确度,现有下列器材
(1)选用给定的一些器材,设计两个易于操作的电路,要求画出电路图并标出所用器材的代号.
(2)实验中应测量的物理量为______
(3)实验中测出电压表内阻的测量式为______.
正确答案
(1)要求测出该电压表内阻的值,并有尽可能高的测量精确度,故滑动变阻器采用分压接法;
由于电压表的内阻约为3kΩ,所以采用电流表(A1).
电路图:
(2)实验中应测量的物理量为:电压表示数U及电流表示数I
(3)根据欧姆定律得电压表内阻的测量式为RV=.
故答案为:(1)如图
(2)电压表示数U及电流表示数I
(3)RV=.
为了测定电流表A1的内阻,某同学采用如图甲所示的实验电路.其中:
A1是待测电流表,量程为300μA,内阻约为100Ω:
A2是标准电流表,量程为200μA:
R1是电阻箱,阻值范围是0~999.9Ω:
R2是滑动变阻器;
R3是保护电阻;
E是电池组,电动势为4V,内阻不计:
S1是单刀单掷开关;
S2是单刀双掷开关.
(1)①实验中滑动变阻器采用______式接法(填“分压”或“限流”);
②根据上图所示电路的实物图,请在虚线框中画出实验电路图.
(2)请将该同学的操作补充完整:
①连接好电路,将滑动变阻器R2的滑片移到最______(填“左端”或“右端”),将开关
S2扳到接点a处,接通开关S1,调整滑动变阻器R2,使电流表A2的读数为150μA.
②将开关S2扳到接点b处,______,使电流表A2的读数仍为150μA.
③若此时电阻箱各旋钮的位置如图乙所示,则待测电流表A1的内阻Rg=______Ω.
(3)上述实验中,无论怎样调整滑动变阻器R2的滑片,都要保证两只电流表的安全.在下面提供的四个电阻值中,保护电阻R3应选用______(填写相应的字母).
A.200kΩ
B.20kΩ
C.15kΩ
D.150kΩ
正确答案
(1)①该实验采用了“半偏法”测电流表的内阻,由实物图可知该电路为限流接法.
②根据实物图可知其原理图如下所示:
(2)①为了保护仪器,以防电流过大被烧坏,闭合开关之前,应使滑动变阻器的阻值最大,即应该使滑片在最左端;
②本实验使用替代法测量电流表的内阻,因此开关a和接b时的电流表读数应该相同,开关接b时,需调节电阻箱R1.
③电阻箱表示的阻值大小等于被测电流表的内阻,读数为86.3Ω.
(3)当滑动变阻器R2的阻值为零时,电路中的电流不能超过两个电流表的量程,即I=≤200×10-6,解得R3≥20 kΩ.
故答案为:(1)原理图所右图;(2)①左端;②调节电阻箱R1;③86.3;(3)B.
某同学要测量一未知电阻Rx的阻值,实验室提供了下列器材:
A.待测电阻Rx
B.电池组(电动势3 V)
C.电压表(量程3V,内阻约3 000Ω)
D.电流表(量程5 mA,内阻约10 Ω)
E.滑动变阻器R(50 Ω)
F.开关,导线若干
他使用完全相同的器材和不同的测量电路,测量未知电阻Rx的阻值,并将其测量数据绘成U-I图象,如图甲和图乙所示。由测量结果判定__________图测量结果较为准确,Rx=__________Ω(结果保留三位有效数字),Rx的测量值__________真实值。请把正确的测量电路画在方框内。
正确答案
甲,1 050~1 070,大于,电路如图所示
在利用伏安法测量某传感器(传感器可看作一个纯电阻)在不同电压下电阻值变化情况的实验中,采用如图所示的电路可以方便地调节传感器两端的电压值。图中两个变阻器的总电阻值R1和R2的大小满足关系式:R1=10R2=200 Ω。
(1)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω,则该传感器就失去作用。某传感器上标有6 V 3.6 W的字样,实验中测得电压表读数为3.8 V,电流表读数为0.4 A,则这个传感器____________使用(填“可以”或“不可以”)。
(2)在实验中,为了使被测传感器两端的电压在开始时有最小值,当单刀双掷开关K2置于“1”时,则在闭合开关K1前变阻器R1和R2的滑动触头P1和P2应分别放在各自的____________端和____________端。
(3)在实验中,为了测量传感器在某一确定电压下的电阻,闭合开关K1,在单刀双掷开关K2置于“1”时,变阻器____________是进行精细调节使用的;在单刀双掷开关,K2置于“2”时,变阻器____________可以作为精细调节使用。
正确答案
(1)可以
(2)a,c
(3)R2,R1
用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有:
(A)电压表V:0-3-15V;
(B)电流表A:0-0.6-3A;
(C)变阻器R1(总电阻20Ω);
(D)变阻器R2(总电阻100Ω);以及电键S和导线若干.
(1)你觉得应该选择上面给出的变阻器中总电阻为______Ω的变阻器.
(2)如图所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线.
(3)由图线求得r=______Ω.
正确答案
(1)由于电源内阻一般较小,因此选择变阻器R1(总电阻20Ω)足够,若选择变阻器R2(总电阻100Ω),阻值太大,不便于条件.
故答案为:20.
(2)利用描点法可正确画出图象,注意让直线尽量多的穿过点,不能穿过的均匀分布在直线的两侧,具体图象如下所示:
(3)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知,U=E-Ir,因此在U-I图线中,图象的斜率表示电源的内阻,有图象可知:r=k=≈0.52Ω,在范围0.50~0.55内皆可.
故答案为:0.52.
图(a)是白炽灯L1(220V,100W)和L2(220V,60W)的伏安特性曲线。
(1)图中曲线 ______ 表示灯L1的的伏安特性曲线。(选填“A”或“B”)
(2)随着灯泡L1功率的增大,其灯丝阻值逐渐 _______ 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)若将这两个灯泡并联在电路上,在用电高峰时电压仅200V,则此时L1灯的实际功率为 _______ W,L2灯的实际功率为 _______ W。
(4)若将它们串联后接在220V电源上,则此时L1灯的实际功率为 _______ W,L2灯的实际功率为 _______ W。
(5)若用图(b)所示电路测量L1灯的伏安特性,由于电表存在内阻,实际测得的伏安特性曲线比图(a)中描绘出的理想伏安特性曲线在I-U图中位置来得偏 ________(选填“高”或“低”)。
(6)用图(b) 所示电路测量L1灯伏安特性时,已知R0=10Ω,E=300V。则电路中可变电阻R选用下列各种规格时,测量效果最好的是( )。
正确答案
(1)A;(2)变大;(3) 88,52;
(4) 14.4,38.4;(前四个每空1分)(5)低;(2分)(6) B。(2分)
根据L1的标称值为(220V,100W),电压为220V时电流为0.45A,所以曲线a为L1的伏安特性曲线,从曲线可以看出斜率表示电阻的倒数,电压增大,电阻变大,把两个灯泡并联接在200电压上,灯泡两端电压都是200V,从曲线可读出两灯泡的电流,从而计算出电功率,在实验过程中要采用电流表外接,电压表有分流,所以实际电流小于测量值,所以曲线要偏低
待测电阻Rx的阻值约为几百欧,甲、乙两位同学分别用不同的器材对其进行了测量:
甲同学采用如图所示的电路,电流表内阻很小,电压表内阻很大.当开关S闭合时,电压表示数为6.0V,电流表示数为15mA,则Rx=______Ω.
乙同学选用的器材有:
电流表A1与A2,量程均为0~50mA,内阻可忽略;
定值电阻R0一个,阻值为600Ω;
滑动变阻器R一个,阻值为10Ω;
电源E一个,开关S一个,导线若干.
①要求测量几组数据,且每组数据中电流表的读数都有较大变化,试在方框内画出测量电阻Rx的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注).
②若某次测量中与电阻Rx串联的电流表A1的示数为I1,另一个电流表A2的示数为I2.则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=______.
正确答案
(1)由欧姆定律可知,甲同学的电阻测量值RX==
=400Ω.
(2)①没有电压表,可以用电流表与定值电阻组成电压表,利用欧姆定律及并联电路特点求出待测电阻电压,待测电阻阻值约为400Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω,要测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图甲(或乙)所示.
②如图甲所示,待测电阻两端电压为U=(I2-I1)R0,待测电阻阻值RX==
;
如图乙所示,电阻两端电压U=I2R0,待测电阻阻值RX==
.
故答案为:400;①电路图如图甲(或乙)所示;②(或
).
有一电流表量程为2.5mA,内阻未知,右图为测定电流表内电阻的实验电路图
(1)某同学进行如下操作:
A.合上K1;
B.合上K2;
C.观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大;
D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半;
F.记下R2的阻值.把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:
①______;②______;③______;④______;⑤______;⑥______.
(2)如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆,则图中电流表的内电阻Rg的测量值为______欧姆.
(3)如果要将第(2)小题中的电流表A改装成量程为0~5V的伏特表,则改装的方法是跟电流表______联一个阻值为______欧姆的电阻.
(4))图所示器件中,是测定电流表内电阻的实验中所需的,请按照实验电路图,将器件连接成实验电路.
正确答案
(1、2)实验采取半偏法测量,先观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大,合上K1,调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度,再闭合K2,调节R2,使得电流表半偏,此时电阻箱R2的阻值等于电流表的内阻,所以测量步骤为:C、A、D、B、E、F,电流表内阻为600Ω.
(3)小量程的电流表改装为大量程的电压表,需串联电阻起分压作用,R=-Rg=
-600=1400Ω.
(4)根据电路图连接实物图,如下图.
故答案为:(1)C、A、D、B、E、F.(2)600 (3)串联、1400,(4)如图.
在用伏安法测电阻的实验中,所用电压表的内阻约为20kΩ,电流表的内阻约为10Ω,选择能够尽量减小误差的电路图接线进行实验,读得的各组数据在坐标图上描点,舍去不合理的点,得到如图所示的I-U图线.
(1)请由I-U图线求得该电阻的阻值Rx=______Ω.(保留两位有效数字);
(2)在方框内画出此实验的电路原理图.
正确答案
(1)如图所示,由U=IR可知,图象的斜率表示电阻,则可求得Rx=2.4×103Ω
(2)由题意可知,实验中应多测几组数据,故滑动变阻器采用分压式接法;因电压表内阻只有20kΩ,而电阻阻值为2.4kΩ,故电压表引起的误差较大,故应采用电流表内接法,如图所示.
故答案为:(1)2.4×103,(2)如图
如图甲、乙是两组同样的器材实物图,用来测量待测电阻R的阻值,每组器材中包括:电池,电键,变阻器,电压表,电流表,等测电阻R,若干导线.
(1)如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多,但R的阻值比电流表的内阻大很多,试在图甲中连线使之成为测量电路;如果待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多,但R的阻值比电压表的内阻小很多,试在图乙中连线使之成为测量电路.
(2)如果已知上述电压表的内阻RV和电流表的内阻RA,对图甲和图乙中连成的测量电路,分别写出计算待测电阻的公式(用测得的量和给出的电表内阻来表示).
正确答案
(1)控制电路的选择:由于滑动变阻器阻值大小不确定,分压、限流接法都可;
测量电路的选择:阻R的阻值比电压表的内阻不是小很多,但R的阻值比电流表的内阻大很多,说明电压变的分流大,电流表的分压小,故应采用电流表的内接法进行测量,其电路图如图甲所示:
待测电阻R的阻值比电流表的内阻不是大很多,但R的阻值比电压表的内阻小很多,说明电压变的分流小,电流表的分压大,故应采用电流表的外接法进行测量,其电路图如图乙所示:
(2)用图甲线路时,若电压表示数为U,电流表示数为I,则待测电阻两端的电压为:U-IRA;
所以待测电阻为:R=.
用图乙线路时,若电压表示数为U,电流表示数为I,则待测电阻两端的电流为:I-;
所以待测电阻为:R=
故答案:(1)电路图如上所示(采用限流接法亦可)
(2)图甲待测电阻:R=;图乙待测电阻:R=
(1)有一待测的电阻器Rx,其阻值约在40~50Ω之间,实验室准备用来测量该电阻值的实验器材有:电压表V(量程0~10V,内电阻约20kΩ);
电流表A1,(量程0~500mA,内电阻约20Ω);
电流表A2,(量程0~300mA,内电阻约4Ω);
滑动变阻器R1,(最大阻值为10Ω,额定电流为2A);
滑动变阻器R2(最大阻值为250Ω,额定电流为0.1A);
直流电源E(电动势为9V,内电阻约为0.5Ω);
开关及若干导线.
实验要求电表读数从零开始变化,并能多测出几组电流、电压值,以便画出I-U图线.
①电流表应选用______.
②滑动变阻器选用______(选填器材代号).
③请在如图甲所示的方框内画出实验电路图,并将图乙中器材连成符合要求的电路.
(2)读出丙图游标卡尺的读数为______mm
正确答案
(1)①电路最大电流约为I=
=
A=0.225A=225mA<300mA,因此电流表应选择A2;
②滑动变阻器R2的额定电流是0.1A<0.225A,且滑动变阻器R2的最大阻值较大,实验操作不方便,为保证电路安全,方便实验操作,滑动变阻器应选R1;
③实验要求电表读数从零开始变化,因此滑动变阻器应采用分压式接法,Rx阻值约在40~50Ω之间,电流表A2内电阻约4Ω,电压表V内阻约20kΩ,电压表内阻远大于待测电阻阻值,因此电流表应采用外接法,实验电路图如图所示.
连成符合要求的电路如图所示.
故答案为:(1)①A2;②R1;③电路图如图所示,连成符合要求的电路如图所示.
(2)该游标尺是10分度,每分度表示的长度为0.1mm,游标卡尺的主尺读数为54mm,游标读数为0.1×5mm=0.5mm,所以最终读数为54.5mm.
故本题答案为:54.5.
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