- 实验:伏安法测电阻
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两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上,有人把一个内阻等于R1的电压表接在R1两端(如图),电压表的示数为8V,如果他把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数为( )
正确答案
解析
解:将电压表与电阻R1并联时,电压表的读数为8V,则电阻R2两端的电压为4V,
若将电压表与电阻R2 并联,则其并联的总电阻2R2,
则有电压表的电阻R1=4R2;
根据串联电阻的电压分配可知,则电压表与电阻R2并联后的电阻为;
那么电阻R1与并联阻值之比为5:1;
因此电压表的读数将2V,所以B正确,ACD错误.
故选:B.
(2015秋•西宁校级期中)某同学用伏安法测电阻,分别采用了甲、乙两种电路测量,关于误差分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A、甲图所示电路是电流表外接法,用它测量电阻时,测量值是待测电阻Rx和电压表内阻的并联电阻值,故测得的电阻值偏小,故A错误;
B、乙图所示电路是电流表内接法,用它测量电阻时,测量值R测=Rx+RA>Rx,B正确;
C、电流表内阻很小,被测电阻RX与电流表接近,则所测电阻较小,因此应该选择甲图误差较小,故C错误;
D、电压表内阻越大,被测电阻RX与电压表接近,应该选择乙图误差较小.故D错误.
故选:B.
已知电流表的内电阻约为0.1Ω,电压表内电阻约为10KΩ,若被测电阻约为5Ω,应该用图中______(填“甲”或“乙”)电路来测量,测量值R测与真实值R真相比较,R测______R真(填“大于”、“小于”或“等于”).
正确答案
乙
小于
解析
解:由于待测电阻满足=
>
=
,所以电流表应用外接法,即乙图来测量;
根据串并联规律可知,采用外接法时,真实值应为:R真=>
=R测,即测量值小于真实值.
故答案为:乙,小于.
某同学对有故障的电热毯进行探究.图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接.图2为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表.
①请画出与图2对应的电路图.
②断开K1,用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U-I曲线如图3所示.已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7Ω•m,电热线的直径为0.200mm.可求得此电热线的电阻为______kΩ,总长度为______m.(结果均保留两位有效数字)
③为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示.由此测试结果可判断出电路有断路,位置在______之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项).
正确答案
解析
解:①分析得出滑动变阻器是分压式,同时将电压表去掉,画出简易的电路图后,再将电压表并联接入,故电路图如右;
②通过U与I图象,则斜率表示电阻,即=
,
再由可求得总长度为
=
.
③当闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对图1中所示的各点进行测试,2′与3′之间无电压有电流,而1与2′之间无电流有电压,所以故障在1′与2′之间.
故答案为:①如右图所示;②0.57(0.56~0.58)64(63~65)③1′和2′
本题共18分,其中(1)问8分,(2)问10分
(1)某同学利用如图图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,其实验的部分原理是利用平抛运动的知识.那么:
①实验中必须要求的条件是______.
A.弧形斜槽必须尽可能的光滑
B.弧形斜槽末端的切线必须水平
C.必须测量出小球的质量m,
D.小球每次必须从同一高度处滚下
②实验中测得弧形斜槽末端离地面的高度为H,将钢球从斜槽的不同高度h处静止释放,钢球的落点距弧形斜槽末端的水平距离为s.则当s2与H、h的理论关系满足s2=______时,小球的机械能守恒.
③实验中,该同学发现实验结果不满足理论计算得到的s2-h关系,该同学认为出现这一结果的原因除了摩擦和空气阻力等外,还有一个原因可能是小球的大小,因此又用游标卡尺测了小球的直径,其结果如图图乙所示.关于该同学认为“小球的大小”对结果有影响的分析,你认为正确吗?______.(不需说明理由),小球的直径为______mm.
(2)(10分)某同学为了测量一个在不同电压下工作时的电热器Rx的阻值,已知电热器的额定电压为12V.在实验结束后,该同学记录的测量数据如下:
请根据上述信息完成下列问题:
①(2分)除电热器外,实验室里还给该同学提供了如下器材供选择:
A.电流表(0~3A,0.1Ω)
B.电流表(0~0.6A,10Ω)
C.电压表(0~3V,1kΩ) D.电压表(0~1 5V,30kΩ)
E.滑动变阻器(0~10Ω,0.3A) F.滑动变阻器(0~l0Ω,2A)
G.输出电压为l6V的学生电源,H.导线、开关.那么该同学选择使用的器材是:______.(填序号)
②(4分)在虚线框内画出实验电路图.
③(4分)在图图丙中的坐标纸上作出U-I图象.并根据图象说明电热器的电阻大小随电压变化的关系______.
正确答案
解析
解:(1)①本实验是为了验证小球从弧形斜槽滚下过程机械守恒,必须满足守恒条件:只有重力做功,因此要减小阻力.故弧形斜槽必须尽可能的光滑.
要利用平抛运动测量速度,弧形斜槽末端的切线必须水平.
②由mgh=,v=
,代入得到S2=4Hh
③平抛运动物体只受重力,实验时应可尽可能减小阻力,小球的大小影响空气阻力大小.故该同学的分析是正确的.
游标卡尺测出小球的直径D=20.15mm
(2)①由实验数据可知:电压最大值12.0V,电流最大值0.50A,故选择器材是BDFGH.
②电压、电流从0开始测量,滑动变阻器接成分压式.
由题给数据,电热器的电阻大约10Ω左右,采用电流表外接法.电路图如下.
③图线的斜率等于电阻,斜率增大,可见,电热器的电阻大小随电压的增大而增大.
故答案是:(1)①AB; ②4Hh ③正确;20.15mm.
(2)①BDFGH ②如图(甲).③如图(乙),电热器的电阻大小随电压的增大而增大.
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