人教版物理必修3同步练习: 11.3 实验:导体电阻率的测量(优生加练)
一、作图题
1.(2017高二上·南昌期中)一个小灯泡L的电阻大约是10欧,为了测量该灯泡比较准确的阻值,提供了以下器材:
电动势3伏,内电阻约1欧的电池;
量程0~0.6安的安培表;
量程0~3.0 伏的伏特表;
电阻调节范围0~10欧的滑动变阻器;电键和导线若干.
试设计一个电路,使电灯两端的电压调节范围尽可能大,
把电路图画在如图的虚线方框内.
【答案】解:电路图如图所示:
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:待测灯泡电阻约为10Ω,电流表内阻很小约为零点几欧姆,电压表内阻很大约为几千欧姆甚至几万欧姆,
电压表内阻远大于待测灯泡电阻,电流表应采用外接法,滑动变阻器最大阻值与灯泡电阻大约相等,
为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示:
故答案为:电路图如图所示.
【分析】首先根据大内小外的原则判断电流表的接法。题目中要求精确测量滑动变阻器应该采用分压式接法。
二、非选择题
2.(2023高二上·龙门月考)用欧姆表粗测得一圆柱复合材料的电阻约为3kΩ,某实验小组通过以下实验测量其电阻率ρ。
(1)该实验小组用刻度尺测量其长度L、螺旋测微器测量其直径D,某次直径测量结果如图所示:D= mm;
(2)实验使用的滑动变阻器的阻值为0~20Ω,请将如图实际测量电路补充完整 。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“a”或“b”);
(4)某次实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率,则表达式为ρ= 。
【答案】(1)6.700
(2)
(3)a
(4)
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器可动刻度对应20.0刻线,固定刻度半毫米刻线露出,读数为6.5+0.01×20.0=6.700mm;
(2)滑动变阻器最大才20Ω,远小于待测电阻3kΩ,要起到调节作用,应用分压接法;
(3)滑动变阻器左部分在支路与复合材料并联,为保护电表,并联电路电压开始应取最低为零,所以滑片触头应置于a端。
(4)根据电阻定律和电阻定义式得。
【分析】螺旋测微器读数注意半毫米刻线是否露出,注意以毫米为单位时估读到千分位;掌握分压接法的条件;电路连线要一路一路的去连;记住电阻的决定式。
3.(2022·湖北模拟)某实验小组为了测量一段长度为L的电热丝的电阻率,进行了如下实验操作:
(1)用螺旋测微器测量电热丝的直径,其中某次测量结果如图甲所示,则电热丝的直径d= mm。
(2)先用欧姆表粗测其电阻值。选用“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小,因此需重新选择 (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,重新欧姆调零后再测量时欧姆表示数如图乙所示,则电热丝的电阻值为 Ω。
(3)为更准确测量电热丝的电阻R,使用下列器材:
电源E,电动势约为6V,内阻可忽略不计;
电压表V,量程为0~3V,内阻;
电流表A,量程为0~50mA,内阻;
定值电阻,;
滑动变阻器R,最大阻值为20Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干。
①要求测量尽可能准确,并测量较多组数据,请在如图所示虚线框中画出测量电阻的实验电路图(图中标明所选器材的符号) 。
②由实验电路图计算电热丝的电阻率的表达式为 (电流表与电压表的示数分别用I和U表示)。
③该电阻率的测量结果 (选填“有”或“无”)系统误差。
【答案】(1)0.870
(2)×100;
(3)();或;无
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)根据螺旋测微测量原理,图中螺旋测微器测量的读数为
(2)用欧姆表“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小,说明欧姆表指针较靠左侧,即指在阻值较大刻度处,说明待测电阻阻值较大,因此需重新选择高倍率 “×100” 的档位。
图中欧姆表读数为
(3)①②要求测量较多组数据,则滑动变阻器采用分压式接法。由电源电动势约为6V,则待测电阻的最大电流约为
而题中所给电流表量程太大,电压表的量程不够,由两表内阻均为定值,且有一个定值电阻,故应进行电表改装。若扩大电压表量程,定值电阻阻值太小,量程仍不够,因此可以将电压表改装成电流表,而电流表当电压表,则电路图如图
则待测电阻的阻值表达式为
又由电阻的决定式
两式联立解得电阻率的表达式为
或者也可以采用电流表外接法,为增大电流,将定值电阻与待测电阻并联,如图
则待测电阻的阻值表达式为
联立电阻的决定式解得,电阻率的表达式为
③由上述分析可知,该电阻率的测量结果无系统误差。
【分析】(1)根据螺旋测微读数规则得图中螺旋测微器测量的读数。
(2)用欧姆表“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小说明待测电阻阻值较大,因此需重新选择高倍率。
(3)测量较多组数据,滑动变阻器采用分压式接法。采用电流表外接法,为增大电流,将定值电阻与待测电阻并联。由电阻率的表达式可知该电阻率的测量结果无系统误差。
4.(2022·江苏模拟)如图为J0411型多用电表的原理图的一部分,其中所用电源电动势E=3V,内阻r=1Ω,表头满偏电流Ig=2mA,内阻Rg=100Ω。3个档位分别为×1档位、×10档位、×100档位,且定值电阻阻值R1<R2<Rg。
(1)红表笔为 (填“A”或“B”);
(2)某同学要测量一个电阻的阻值(约为1000Ω),实验步骤如下:
①选择档位 (填“×1”、“×10”、“×100”),将红黑表笔短接,进行欧姆调零;
②将红黑表笔接在待测电阻两端,测量电阻阻值,如图所示,则该电阻的阻值为 Ω。
(3)电阻R1= Ω;(结果保留两位有效数字)
(4)该同学实验时,由于电池使用时间过长会导致测量结果出现偏差。经测量该电池的电动势为2.7V,内阻为5Ω。则第(2)问中电阻的真实值为 Ω。
【答案】(1)A
(2);1100
(3)1.0
(4)990
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)红表笔与内部电源的负极连接,即红表笔接A;
(2)①要测量一个阻值约为1000Ω的电阻,选择档位 “100”,将红黑表笔短接,进行欧姆调零;
②该电阻的阻值为11×100Ω=1100Ω。
(3)当图中开关接空位置时,因此时内阻
即此时的档位应该是×100档,因R1<R2<Rg,可知接R1时欧姆档对应于1档,此时欧姆表内阻应该为15Ω,根据
可得
由
可得R1≈1.0Ω
(4)设电阻真实值为R,则当电动势为3V,内阻为1Ω的电源时
其中
则当电动势为2.7V,内阻为5Ω的电源时
其中
其中的R测=1100Ω,解得R=990Ω
【分析】(1)红表笔插在+接线孔,但与内部电源的负极连接。
(2)电表指针指到中间刻度附近则测量结果比较精确。
(3)欧姆表读数等于指针刻度乘以挡位。不用估读。
(4)不同挡位对应欧姆档内阻不同,档位越大,内阻也越大。
(5)电压减小,导致流过表头电流减小,指针偏转越小,电阻测量结果越大。
5.(2022·宣城模拟)某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R。的阻值及电源的电动势和内阻。
(1)根据图甲电路,将图乙所示的实物图连线补充完整;
(2)实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,定值电阻的计算表达式是: (用测得的物理量表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得R0的值 (填“大于”、“等于”“小于”)实际值;
(3)将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出、图线,则所作的图线斜率绝对值较小的是 图线(填“”或“”)。若用该图线来求电源电动势E和内阻r,且电表V2的内阻极大,则引起系统误差的主要原因是 。
【答案】(1)
(2);大于
(3);电压表分流
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)根据电路图连接实物图如图所示
(2)根据欧姆定律得
解得
因为电压表的分流作用,导致使用电流计算时,偏小,所以测得R0的值大于实际值;
(3)由闭合电路欧姆定律可得
可知图线斜率绝对值较小的是图线,若用该图线来求电源电动势E和内阻r,且电表V2的内阻极大,由于电压表分流,引起系统误差。
【分析】(1)根据电路图连接实物图;
(2)根据欧姆定律得出R0的表达式,并判断测得值大于实际值;
(3)根据闭合电路欧姆定律得出U-I的表达式,从而得出引起系统误差的主要原因。
6.(2021高二上·农安期末)为了测量某根金属丝的电阻率,根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R.某同学进行如下几步进行测量:
(1)直径测量:该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间,测量结果如图,由图可知,该金属丝的直径d= .
(2)欧姆表粗测电阻,他先选择欧姆×10档,测量结果如图所示,为了使读数更精确些,还需进行的步骤是____.
A.换为×1档,重新测量
B.换为×100档,重新测量
C.换为×1档,先欧姆调零再测量
D.换为×100档,先欧姆调零再测量
(3)伏安法测电阻,实验室提供的滑变阻值为0~20Ω,电流表0~0.6A(内阻约0.5Ω),电压表0~3V(内阻约5kΩ),为了测量电阻误差较小,且电路便于调节,下列备选电路中,应该选择 .
【答案】(1)2.547
(2)D
(3)D
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)金属丝的直径d=2.5mm+0.01mm×4.5=2.545mm
(2)先选择欧姆×10档时,指针偏转角过小,故倍率档选择过小,因为此电阻在500Ω左右,故应换为×100档,先欧姆调零再测量,D符合题意;
(3)滑变阻值只为0~20Ω,待测电阻为500Ω左右,故应采用分压电路,
故应采用安培表内接,D符合题意。
【分析】(1)根据螺旋测微器的读数规律读出金属丝的直径;
(2)根据多用电表欧姆档测电阻的使用原理进行分析判断;
(3)根据串联电路的分压原理判断安培表的连接方式。
7.(2022·江门模拟)某实验小组要测量一个定值电阻R的阻值。
(1)用图甲所示的多用电表测量R的阻值,有如下实验步骤:
①调节指针定位螺丝,使多用电表抬针对准 刻度的“0”刻线(选填“直流电流”或“电阻”);
②将选择开关转到电阻挡的“×10”的位置,将两表笔短接,进行欧姆调零;
③将两表笔分别与待测定值电阻相接,读数时发现指针偏角太小,则应该将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”或“×100”)的位置,然后重新进行欧姆调零。
(2)为了更准确测量定值电阻R的阻值,该小组用伏安法进行测量。如图乙所示实验电路,某同学将电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点,发现电压表的示数有明显变化,而电流表的示数无明显变化,说明定值电阻R的阻值与 (填写“电流表”或“电压表”)的阻值接近,应选择电流表 (填写“内接”或“外接”)的电路。
【答案】(1)直流电流;×100
(2)电流表;外接
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)①首先进行机械调零,调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准直流电流、电压“0”刻线;
②当开关转到“×10” 电阻挡时指针偏角太小,说明电流太小,电阻太大,则应该将选择开关转到电阻挡的×100” 的位置,然后重新进行欧姆调零。
(2)如图乙所示,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点,观察两次电表的示数变化,电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,说明小灯泡的阻值与电流表的阻值接近,为减小实验误差,应选择电流表外接的电路。
【分析】(1)使用欧姆表时先进行机械调零,然后根据欧姆表的示数判断选择的档位,同时重新调零;
(2)根据电路的分析以及电流表的内外接法的判断进行分析填空。
8.(2021高二上·辽宁期中)某同学在测量一个阻值约为 的均匀新材料制成的圆柱体电阻 的电阻率 。
(1)该同学首先用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,读数 mm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数 mm。
(2)现有可供选择的器材如下:
A.电压表 (量程为 ,内阻 约为 )
B.电流表 (量程为 ,内阻 约为 )
C.电流表 (量程为 ,内阻 为 )
D.定值电阻 (阻值为 )
E. 滑动变阻器 ( , )
F. 滑动变阻器 ( , )
G. 电源 (电动势为 ,内阻很小)
H. 开关 ,带夹子的导线若干
请根据给出的仪器在虚线框中画出测量电阻的实验电路图,并标出所选器材代号,要求尽量减小误差,获得较多的数据,且电表的示数均能超过量程的三分之一。
(3)若用 、 分别表示所选电流表 、 的读数,该电阻的长度为 ,直径为 ,电流表 的内阻为 ,定值电阻为 ,则该金属丝的电阻率表达式为 (用上述物理量的字母表达)。
【答案】(1)54.4;3.852
(2)电路图为
(3)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1) 该材料的长度为
该材料的直径为
(2)电源电动势为3V,电压表量程太大,不能偏转三分之一,所以需要改装电压表,根据器材,电流表 与定值电阻串联可以得到量程为3V的电压表;电路中的最大电流为
故电流表选择 ;因为改装后电压表内阻已知,所以应使用电流表外接法;滑动变阻器 的阻值太大,不方便调节,所以选择滑动变阻器 ,而 电阻远小于待测电阻,故应使用分压电路,则电路图为
(3)待测电阻为
根据电阻定律得
联立解得
【分析】(1)根据游标卡尺的读数规律读出材料的长度;根据螺旋测微器的读数规律读出材料的直径;
(2)根据电源的电动势选择电压表;根据闭合电路欧姆定律得出电路中的电流,从而选择电流表;根据实验原理画出电路图;
(3)根据电阻定律以及欧姆定律 得出该材料的电阻率。
9.(2021高二上·深圳月考)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为 的电压表的内阻,如图甲。
(1)主要步骤如下:
①把选择开关拨到“ ”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;
③把红表笔与待测电压表 (选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;
④换用 (选填“ ”或“ ”)欧姆挡后,需要 后再测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;
⑤把选择开关调至“ ”挡或交流电压最高挡,拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕;
(2)实验中表盘示数如图乙所示,则欧姆表的读数为 ,这时电压表读数为 V;
(3)图丙为某多用电表内部简化电路图,图中E是电池, 是定值电阻, 是可变电阻,表头G满偏电流为 ,内阻为 ,图中虚线方框内为换档开关,A端和B端分别与两表笔相连,该多用电表的5个挡位分别为:直流电压 挡和 挡;直流电流 挡和 挡,欧姆 挡;
根据所给的条件可得 Ω, Ω。
【答案】(1)负;;欧姆调零
(2)40000;2.20
(3)160;880
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)多用表中的内置电源正极与黑表笔相连,则应把红表笔与待测电压表负接线柱相接。
指针偏转角度很小,说明挡位选择过小,应换大挡,故换用 欧姆挡,换挡后,需要欧姆调零后再测量。
(2)欧姆表的读数为
电压表读数为2.20V。
(3)B端接2时,表头与两电阻并联,为电流挡,表头并联的阻值越大时,电流表的量程越小,故此时为直流电流 挡,根据串并联关系
解得
B接4时为电压挡,并联部分再串联的阻值越小时,电压表的量程越小,故此时为直流电压 挡,根据串并联关系
解得
【分析】(1)根据多用电表的使用原理进行填空;
(2)根据欧姆表的读数规律进行读数和电压表的读数;
(3)根据闭合电路欧姆定律以及电路的动态分析得出电阻的大小。
10.(2021高二上·安徽月考)某小组测某种圆柱形材料的电阻率,做了如下实验。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图得圆柱体的直径为 mm,长度为 cm。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻R(阻值约为190kΩ),可选用的器材如下:
A.电流表A1(量程4mA,内阻约50Ω)
B.电流表A2(量程20μA,内阻约1.5kΩ)
C.电压表V1(量程3V,内阻约10kΩ)
D.电压表V2(量程15V,内阻约25kΩ)
E.电源E(电动势4V,有一定内阻)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.开关S,导线若干
为使实验误差较小,要求电压可以从零开始调节,电流表选择 ,电压表选择 。(以上两空均选填仪器前面的序号)
(3)请用笔画线表示导线,在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的多组测量数据,在坐标纸上描点、连线作出如图丁所示的U-I图像,则实验测得圆柱材料的电阻率ρ= Ω m(计算结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)1.741~1.744;5.240
(2)B;C
(3)
(4)8.74~8.79
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器读数时需要估读,由图甲可知D=1.5mm+24.2×0.01mm=1.742mm。
游标卡尺不估读,由图乙可知l=52mm+8×0.05mm=52.40mm=5.240cm。
(2)由于电源电动势为4V,为了准确,电压表应选量程为3V的电压表C;而流过待测电阻的电流最大值
因此电流表选用量程为20μA的B。
(3)由于电压从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,由于待测电阻阻值较大,采用电流表内接法,电路连接图如图所示
(4)根据图像可得电阻值为
根据 ,可得
【分析】(1)利用螺旋测微器的读数规律进行读数;
(2)根据电动势的大小选择电压表;再结合欧姆定律得出通过电阻的最大电流,从而判断电流表;
(3)根据电压的变化情况,选择滑动变阻器的连接方式,结合实验原理连接实物图;
(4)利用欧姆定律得出圆柱材料的电阻,结合欧姆定律得出该材料的电阻率。
11.(2021高二上·河北月考)某实验小组想要测量一量程为6V的电压表的内阻,他进行了如下的操作:
(1)先用多用电表的欧姆挡进行测量,将欧姆挡选择开关拨至“×10”倍率时,发现指针偏角较小,说明电阻较 (填“大”或“小”),于是改用 (填“×1”或“×100”)倍率;欧姆表表盘如图甲所示,根据选好的挡位,读出电压表的阻值为 Ω;每次换挡后都要进行的操作是 (填“机械调零”或“欧姆调零”);测量时,红表笔接电压表的 极(填“正”或“负”)。
(2)为了准确测出电压表的内阻,小明设计了如图乙所示的电路,图中定值电阻的阻值为 ,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,读出电流表的示数I、电压表的示数U,可知电压表V的内阻 。
(3)为准确测量该电压表的内阻,小红设计了如图丙所示的电路,准备了以下器材:
电流表 :量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表 :量程500μA,内阻
滑动变阻器 :0~48kΩ,5mA
滑动变阻器 :0~10Ω,1A
定值电阻 :10Ω
电源:两极间电压为4V
导线、电键
实验中电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填器材代号)。若某次测量中电压表和电流表读数分别为U和I,则电压表内阻的计算表达式为 。
【答案】(1)大;×100;3600Ω(或 );欧姆调零;负
(2)
(3);;
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)欧姆表左边电阻大,右边电阻小,且刻度不均匀。不测电阻时,指针在最左端不偏转,当偏角较小时,指针靠近左端,说明电阻较大,需要换更大的倍率,欧姆表选择“×100”挡位;
由表盘可知,20与40之间是10分度的,因此分度值是2,欧姆表读数为: 。
每次换挡都要重新进行欧姆调零,而机械调零只在实验开始时调一次,之后不再调节。多用电表内置电源,对欧姆表有“红进黑出”,对电压表或电流表有“正进负出”,因此红表笔应接电压表的负极。
(2)干路电流等于支路电流之和,所以
整理得
(3)电压表可能的最大电流为
远小于0.6A,为方便读数电流表选 ,并与 并联。
为了能多次测量电压和电流,采用分压式接法,所以滑动变阻器选最大阻值较小的 。
流过电压表的电流
所以电压表内阻
【分析】(1)利用欧姆表的原理进行读数,电阻的 读数为指示值乘以倍率;
(2)根据欧姆定律和并联电路的分流特点得出电压表内阻的表达式;
(3)根据欧姆定律和串联电路的电压关系以及实验原理选择电流表和滑动变阻器;结合欧姆定律和并联电路的分流原理得出电压表的内阻。
12.(2021高二上·河北期中)某同学为了测量电流表 的内阻(量程为 、内阻约为 ),设计出了如图所示的测量电路,实验中用到的器材有:电源(电动势为 、内阻不计)、滑动变阻器 、电阻箱 、电阻箱 、 、电流表 (与 同规格)、开关和导线若干。
(1)闭合开关S之前,滑动变阻器 的滑头应移到 (填“ ”或“ ”)端。
(2)若要求无论怎样移动变阻器 的滑头,电流表的电流都没有超过其量程,则电路图中的电阻箱 应选 (填 或 )。
(3)请完善以下的实验步骤。
a.闭合开关 ,调节滑动变阻器 ,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表 的示数 ;
b.断开 ,保持 闭合、 不变,再闭合 ,调节 ,使电流表 的示数再次为 ,读出此时电阻箱的阻值 ,则电流表 内电阻 。(用题中所给物理量符号表示)
【答案】(1)a
(2)
(3)
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)闭合开关 之前,为使保护电表,应使流过电表的电流从最小开始,所以滑动变阻器 的滑头应移到 端;
(2)由闭合电路的欧姆定律得
代入数据解得
所以电路图中的电阻箱 应选 ;
(3)根据等效替代法的原理可知,电流表 内电阻 。
【分析】(1)根据保护电路的原理得知滑动变阻器的滑头移到a端;
(2)根据闭合电路欧姆定律得出待测电阻的阻值,从而选择电阻箱;
(3)根据等效替代法得出电流表1的内阻。
13.(2021高二下·普宁期中)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中,发现一只标有“Ω,40mA”的电阻元件,“Ω”之前的数字已模糊,同学们决定对该元件的电阻值进行测量,他们查阅相关资料了解到这种晶体管收音机元件的电阻大约100Ω左右。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡对阻值进行粗测。如图所示为多用电表的刻度盘,为了比较准确地测量,应该选择“ 挡”进行测量(选填“×1”,“×10”,“×100”或“×1k”),欧姆调零后,测电阻时,表针指示如示位置,则所测的阻值为 Ω;
(2)为了更加精确地研究该元件在电路中的工作情况,同学们决定选用下列器材设计电路并描述该元件的伏安特性曲线。
A.待测电阻元件Rx:“Ω,40mA”
B.电源:E=6V(内电阻可以忽略)
C.安培表A1:50mA,内阻为0.52
D.安培表A2:0.5A,内阻为10
E.电压表V(量程15V,内阻约2500 )
F.滑动变阻器 (最大阻值20 )
G.滑动变阻器 (最大阻值1000 )
H.定值电阻
I.定值电阻
J.开关S,导线若干。
①实验中选择的器材是:A,B,J以及 ;
A.C,D,F
B.C,D,F,H
C.C,D,F,I
D.C,E,F
②请在虚线框中作出实验的电路图 。
【答案】(1)×10;110(106-112范围内正确)
(2)A;
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1) 因为电阻大约100Ω左右,故选择“×10”挡测量,由图1所示可知,该电阻的阻值约为11×10Ω=110Ω(106Ω~112Ω均正确)
(2) ① 因为电源电动势E=6V,若选择电压表V(量程15V,内阻约2500Ω),偏转过小,误差较大,所以选择内阻已知的安培表A2当做量程为0~5V的电压表用,电路中的最大电流:
故电流表选择安培表A1,为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器R1,故答案为:A。
② 要求精确测量,故选择分压式电路,画出电路图如图所示
【分析】(1)根据待测电阻的大致阻值选择挡位,结合多用电表的读数规则进行读数;
(2)根据闭合电路欧姆定律求出电路中的最大电流;
(3)根据实验原理判断出应用分压式电路,从而画出电路图。
14.(2021·凌源模拟)图中电源E(电动势为 ,内阻较小)、电压表V(量程 ,内阻 ), (量程 ,内阻约 )。
(1)用如图所示的电路粗测 时,S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于________。
A.最左端 B.最右端 C.正中间
(2)图中,当 的示数为 时,V的示数为 ,则 的真实值最接近________。
A. B. C. D.
(3)若还有电流表 (量程 ,内阻 )、定值电阻 (阻值为 )可供选择,为更精确地测量 的阻值,请将设计的电路画在方框中。
【答案】(1)A
(2)B
(3)
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端,这样闭合的瞬间, 上的电压为零,然后移动滑片,电压逐渐增大。
(2)根据
代入数据
所以选B。
(3)因为电流表 的内阻已知为 ,同时为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转,这样才能减小或避免测量 阻值的系统误差和偶然误差,为更精确地测量 的阻值,实验电路如图所示。
【分析】滑动变阻器的分压式接法,刚开始滑片要处在最左端,要让测量部分为零;为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转,这样才能减小和避免测量阻值的系统误差。
15.(2020高二上·徐州期中)测定金属丝的电阻率,提供实验器材如下:
A.待测金属丝R(电阻约8Ω)
B.电流表A(0.6A,内阻约0.6Ω)
C.电压表V(3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R1(0-5Ω,2A)
E.电源E(6V)
F.开关,导线若干
(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径为 mm.
(2)某同学采用如图所示电路进行实验,请用笔画线代替导线,在图中将实物电路图连接完整.
(3)测得金属丝的直径为d,改变金属夹P的位置,测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I,作出 如图所示.测得图线斜率为k,则该金属丝的电阻率ρ为
(4)关于电阻率的测量,下列说法中正确的有________
A.开关S闭合前,滑动变阻器R1的滑片应置于最左端
B.实验中,滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动
C.待测金属丝R长时间通电,会导致电阻率测量结果偏小
D.该实验方案中电流表A的内阻对电阻率测量结果没有影响
【答案】(1)0.398
(2)
(3)
(4)A;D
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器主尺刻度0mm,分尺刻度 ,所以读数为0.398mm.
(2)根据电路图连接实物图如下:
(3)设电流表内阻 ,根据欧姆定律可知待测电阻: ,根据电阻方程: ,截面积: ,联立解得: ,图像斜率: ,所以电阻率 .
(4)为了保护电路,实验开始前应使待测回路电流最小,滑动变阻器滑片处于最左端,A符合题意.
B.实验要测量多组电压、电流值,通过改变滑片位置,改变电压表示数,滑动变阻器滑片需要移动,B不符合题意.
C.待测金属丝R长时间通电,因为电流热效应存在,温度升高,电阻率变大,C不符合题意.
D.根据 可知,电流表的内阻存在不会改变图像的斜率,对电阻率没影响,D符合题意.
【分析】(1)根据螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数进行读数;
(2)根据电路图连接实物电路图;
(3)利用欧姆定律与电阻定律求出图象的函数表达式,然后根据题意求出电阻率。
16.(2019·南充模拟)LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为0至50mA,内阻RA1约为3Ω)
B.电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
C.定值电阻R1=697Ω
D.定值电阻R2=1985Ω
E.滑动变阻器R(0至20Ω)一只
F.电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
G.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
F.开关S一只
(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为 ,电表2为 ,定值电阻为 .(填写器材前的字母编号)
(2)将采用的电路图补充完整 。
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx= (用字母表示),当表达式中的 (填字母)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作时电阻.
【答案】(1)F;B;D
(2)
(3);I2;1.5mA.
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)(2)要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,由于电压表的量程较大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压;改装电压表的内阻: ,A2的内阻约为15Ω,则定值电阻应选D;LED灯正常工作时的电流约为 左右,电流表的量程较小,电流表不能精确测量电流,可以用电压表测量电流;
因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法.电路图如图所示,
由以上分析可知,电表1为F,电表2为B,定值电阻为D.(3)根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压U=I2(R+RA2),通过灯泡的电流 ,所以LED灯正常工作时的电阻 .改装后的电压表内阻为RV=1985+15Ω=2000Ω,则当I2=1.5mA时,LED灯两端的电压为3V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻.
【分析】(1)在量程允许的情况下选择小量程的电表即可;
(2)滑动变阻器的阻值都远小于,故采用分压法;
(3)对电路应用闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir 求解LED灯正常工作时的电阻即可。
17.(2018·全国Ⅲ卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω); 可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E为电源,R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
⑴按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线 ;
⑵将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S1;
⑶将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表 的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表 的示数U2;
⑷待测电阻阻值的表达式Rx= (用R0、U1、U2表示);
⑸重复步骤(3),得到如下数据:
1 2 3 4 5
U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44
U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49
3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
⑹利用上述5次测量所得 的平均值,求得Rx= Ω。(保留1位小数)
【答案】;;48.2
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】开关S2掷于1端,由欧姆定律可得通过Rx的电流I=U1/R0,将开关S2掷于2端,R0和Rx串联电路电压为U2,Rx两端电压为U=U2-U1,由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx=U/I= R0=( -1)R0。
5次测量所得 的平均值, (3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=( -1)R0=(3.41-1)×20.0Ω=48.2Ω。
【分析】(1)连接实物图时依据原理图依次连接(注意线不要交叉,正负极不要接反,滑动变阻器是分压还是限流)
(2)开关S2掷于1端,根据欧姆定律可通过Rx的电流为,将开关S2掷于2端,可得Rx两端电压为U2-U1,再由欧姆定律得出Rx。
(3)根据表格求出RX的平均值。
18.(2017·自贡模拟)在测定某一均匀细圆柱体材料的电阻率实验中.
(1)如图1所示,用游标卡尺测其长度为 cm;图2用螺旋测微器测其直径为 mm.
(2)其电阻约为6Ω.为了较为准确地测量其电阻,现用伏安法测其电阻.实验室除提供了电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)、开关S,导线若干,还备有下列实验器材:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为2kΩ)
B.电压表V2(量程15V,内阻约为15kΩ)
C.电流表A1 (量程3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2 (量程0.6A,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2 (0~2000Ω,0.1A)
①为减小实验误差,应选用的实验器材有 (选填“A、B、C、D…”等序号) .
②为减小实验误差,应选用图3中 (选填“a”或“b”)为该实验的电路原理图,其测
量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”).
【答案】(1)10.355;1.195
(2)ADE;b;偏小
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:(1)游标卡尺的固定刻度读数为10.3cm,游标读数为0.05×11mm=0.55mm=0.055cm,所以最终读数为:10.3cm+0.055cm=10.355cm.
螺旋测微器的固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01×19.5mm=0.195mm,
所以最终读数为:1mm+0.195mm=1.195mm;(2)①电源电动势为3V,故电压表应选A,电路最大电流约为:I= E R = 3 6 =0.5A,故电流表选D;由于待测电阻只有约6Ω,故为了便于调节,滑动变阻器选择总阻值较小的E;②待测电阻阻值约为6Ω,电压表内阻约为2kΩ,电流表内阻约为1Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,应选择图b所示实验电路,由于电压表分流使电流表读数偏大,则由欧姆定律可知,求出的电阻值偏小.
故答案为:(1)10.355;1.195;(2)①ADE;②b;偏小.
【分析】(1)螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.
(2)①根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表;
②根据待测电阻与电表内阻的关系以及大内小外确定电流表接法,然后选择实验电路,根据电路图应用欧姆定律分析实验误差.
19.(2017·银川模拟)在“验证机械能守恒定律”的实验中,小明同学利用传感器设计实验:如图甲所示,将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放,小球正下方固定一台红外线计时器,能自动记录小球挡住红外线的时间t,改变小球下落高度h,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.
(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径d= mm;
(2)在处理数据时,计算小球下落h高度时速度v的表达式为 ;
(3)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列哪一个图象? ;
A.h﹣t图象 B.h﹣ 图象
C.h﹣t2图象 D.h﹣ 图象
(4)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量 mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会 (填“增大”、“缩小”或“不变”).
【答案】(1)17.805
(2)
(3)D
(4)增大
【知识点】验证机械能守恒定律;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】解:(1)螺旋测微器的固定刻度为17.5mm,可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm,
所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm,(2)已知经过光电门时的时间小球的直径;则可以由平均速度表示经过光电门时的速度;
所以v= ,(3)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;
则有:mgh= mv2;
即:2gh=( )2
为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,所以应作h﹣ 图象,
故答案为:D.(4)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量 mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会增大,
故答案为:(1)17.805(2) (3)D(4)增大
【分析】(1)根据螺旋测微器的读数方法固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.注意螺旋测微器又叫千分尺,毫米为单位时,小数点后保留三位有效数字。
(2)物体的瞬时速度用物体过光电门时的平均速度代替。
(3)根据机械能守恒定律,目的减小的重力势能应该等于增加的动能,列出高度,和时间的关系式。
(4)本实验的误差主要来源于摩擦力做功。
20.(2017·盐湖模拟)如图所示,某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验,将直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上,在金属丝上安一个小金属滑片c,连接好电路,电路中R0是保护电阻.已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计.闭合开关后电流表的读数为I0.调节滑片c的位置,分别测量出长度L及所对应的电压值U,并根据实验数据作出U﹣L图象如图所示.
(1)试根据设计方案在虚线方框中画出电路原理图;(电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注)
(2)根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连接导线;
(3)在图线上取一点P,P点的横坐标值为L0,纵坐标值为U0,由此可得该金属丝的电阻率为 (用题目中所给的字母表示)
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:(1)电源、电流表、待测金属丝、保护电阻组成串联电路,由题意知:电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计,电流表应采用外接法,电路图如图所示.
;(2)结合实验原理图,依次连接电路如上图.(3)由欧姆定律可得,电阻丝电阻R=
由电阻定律得:R=
解得:
故答案为:(1)如图;(2)如图所示;(3)
【分析】(1)根据大内小外原则,判断电流表内接和外接,画出实验电路。
(2)根据电路图将实物图,顺次连接。
(3)利用欧姆定律和电阻定律列式综合求解。
21.(2017·临川模拟)某同学要测量一较粗金属丝的电阻率,他用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,由图可知其直径为 mm,为精确测量金属丝的电阻,实验老师提供了以下实验器材:
A.金属丝Rx(约300Ω)
B.电池组(6V,0.05Ω)
C.电流表A1(30mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(3A,内阻约0.1Ω)
E.电压表V(6V,内阻RV=3kΩ)
F.滑动变阻器R1(2kΩ,0.8A)
G.滑动变阻器R2(50Ω,2A)
H.开关一个,导线若干
⑴该同学根据所给器材的特点,进行了实验电路的设计,实验要求通过金属丝的电流从零开始增加,则电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 .(填器材前的字母标号)
⑵如图乙所示,该同学只连接了部分导线,请你帮助他完成实验电路的连接 .
⑶该同学在实验中测量得到电压表的读数U、电流表的读数I、电阻丝的长度L和直径D,则用测量和已知量表示Rx= ,金属丝电阻率的表达式为ρ= .
【答案】4.200;C;G;;;
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:由图甲所示可知,螺旋测微器示数为:4.0mm+20.0×0.01mm=4.200mm;(1)通过电阻电阻的最大电流约为:I= = ≈0.020A=20mA,电流表应选择C;通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择最大阻值较小的G.(2)通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法;待测金属丝电阻约为:300Ω,电流表内阻约为:10Ω,电压表内阻为3kΩ,由于电压表内阻已知,可以求出通过电压表的电流,电流表可以采用外接法,电路图如图所示:
;(3)由欧姆定律可知,电阻丝的阻值:Rx= ,由电阻定律可知:Rx=ρ =ρ ,则电阻率:ρ= ;
故答案为:(1)4.200;(1)C;G;(2)电路图如图所示;(3) ; .
【分析】(1)螺旋测微器,又叫千分尺,当以毫米作单位时小数点后保留三位有效数字。根据螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数;
(2)根据实验的安全性及精确性结合电路最大电流选择电流表,为方便实验操作,在保证安全的前提下要选择最大阻值较小的滑动变阻器.
(3)根据题意确定滑动变阻器限流与分压以及电流表的内接外接法,然后连接实物电路图.
(4)应用欧姆定律与电阻定律,联立求出电阻与电阻率.
22.(2017年全国高考物理新课标ⅲ三模试卷)某同学在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图甲,则阻值为 Ω;
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,从图乙中可以读出该金属丝的直径d= mm.
(3)除刻度尺、电阻为Rx的金属丝的电阻、螺旋测微器外,实验室还提供如下器材,为使测量尽量精确,电流表应选 (选填“A1”或“A2”)、电压表应选 (选填“V1”或“V2”).
电源E(电动势为3V、内阻约为0.5Ω)
最大阻值为20Ω的滑动变阻器R
电流表A1(量程0.6A、内阻约为2Ω)
电流表A2(量程1A、内阻约为1Ω)
电压表V1(量程15V、内阻约为3 000Ω)
电压表V2(量程3.0V、内阻约为1 000Ω)
开关一只、导线若干
(4)在测量Rx阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在图丙中画完整测量Rx阻值的电路图.(图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号).
(5)若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ= .(用L、d、I、U表示)
【答案】(1)5
(2)1.700
(3)A1;V2
(4)解:电路图如图所示:
(5)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:(1)欧姆表选择×1档,由图示表盘可知,待测电阻阻值为:5×1=5Ω;(2)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5mm+20.0×0.01mm=1.700mm.(3)电源电动势为3V,则电压表选择V2,电路最大电流约为:I= = =0.6A,则电流表选择A1.(4)实验要求电压从零开始调节,并且多次测量,则电压表采用分压接法,由于电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,实验电路图如图所示:(5)待测电子阻值:R= ,由电阻定律可知:R=ρ =ρ ,则电阻率:ρ= ;
故答案为:(1)5;(2)1.700;(3)A1,V2;(4)电路图如图所示;(5) .
【分析】(1)根据欧姆表读数的原则,先读数值,再乘以倍率。
(2)螺旋测微器又叫千分尺,读数等于固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.
(3)根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表.
(4)根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后作出电路图.
(5)根据电阻定律与欧姆定律求出电阻率的表达式.
23.(全国2017年高考物理仿真模拟试卷(二))某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值.可选用的器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);
标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);
待测电阻R1(阻值约为100Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω);
电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)要求方法简捷,并能测多组数据,请在如图的方框中画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.
(2)需要直接测量的物理量是 ,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1= .
【答案】(1)
(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2;
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:(1)没有电压表A1与待测电阻并联,间接测量待测电阻两端电压,待测电阻阻值约为100Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω,为测出多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示.
;(2)待测电阻阻值R1= = ,实验需要测量的量为电流表A1、A2的读数为I1、I2;
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2, .
【分析】(1)本实验的实验目的是测量电阻的阻值,由于滑动变阻器阻值较小,应采用分压式。根据大内小外判断是内接还是外接。由于没有电压表内电阻精确已知的电流表可以当成电压表使用。
(2)本实验的原理是用伏安法测电阻,利用欧姆定律求解即可。
24.(2017高二上·长沙期末)在“测定金属的电阻率”的实验中
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图1所示,则金属丝的直径为d= mm
(2)某同学设计了如图2所示的电路测量该金属丝的电阻 (阻值约3Ω)
可选用的器材规格如下:
电源Ε (电动势3V,内阻不计);
电流表Α(0 0.6Α,内姐约0.5Ω);
电流表G(0 10mA,内阻为50Ω);
滑动变阻器R1 (阻值0 5Ω,额定电流2A);
滑动变阻器R2 (阻值0 1ΚΩ,额定电流1A);
定值电阻R3=250Ω;
定值电阻R4=2500Ω;
开关S和导线若干.
①为了便于操作,并使测量尽量精确,定值电阻办应选,滑动变阻器R应选 .
②某次测量时电流表G的读数为5.0mA,安培表示数为0.50A,计算Rx的准确值为 Rx= Ω.(计算结果保留3位有效数字)
【答案】(1)0.800mm
(2)R1、R3 ;3.03
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:解:(1)固定刻度读数为0.5mm+0.01×30.0=0.800mm,则此金属丝的直径为0.800mm.(2)根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数,可求出电路中需要的最大电阻为:
R= = Ω=15Ω,由于待测电阻电阻为3Ω,所以滑动变阻器应用R1
根据串分压原理,R= = =300Ω,故定值电阻R3
根据电阻定律,由
R= = =3.03Ω
故答案为:(1)0.800mm(2)①R1;R3 ②3.03
【分析】(1)千分尺固定刻度最小分度为1mm,可动刻度每一分度表示0.01mm,由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数,由可动刻度读出毫米的小数部分.(2)根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数,可求出电路中需要的最大电阻,根据欧姆定律再进行求解.
25.(2017高二上·永州期末)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大,负责温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点,如图所示.
A.电流表A1(量程100mA,内阻约1Ω) B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ) D.电压表V2(量程15.0V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω) F.滑动变阻器R′(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势15V,内阻忽略) H.电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,请在所提供的器材中选择必需的器材,应选择的器材为电流表 ;电压表 ;滑动变阻器 .(只需填写器材前面的字母即可)
②请在所提供的器材中选择必需的器材,在图1虚线框内画出该小组设计的电路图 .
③该小组测出热敏电阻R1的U﹣I图线如图2曲线I所示.请分析说明该热敏电阻是 热敏电阻(填PTC或NTC).
④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U﹣I图线如图2曲线II所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成电路如图3所示.测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为 V,内阻为 Ω.(结果均保留三位有效数字)
【答案】B;D;E;如图 ;PTC;10.0;6.07
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线;电阻的测量
【解析】【解答】解:①由于实验要求电压从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器E以方便调节;
根据电源电动势为15V可知电压表应选D;
电压表的最小电压应为量程的 即5V,常温下热敏电阻的电阻为10Ω,所以通过热敏电阻的最小电流应为Im= A=0.5A,所以电流表应选B;②由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路图如图所示:
③根据U=RI可知,图象上的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值大小,从图线Ⅰ可知电阻各点与原点连线的斜率逐渐增大,所以电阻随电压(温度)的增大而增大,即电阻是正温度系数,所以该热敏电阻是PTC;④在闭合电路中,电源电动势:E=U+Ir,由图2曲线II所示可知,电流为0.3A时,电阻R1两端电压为8V,电流为0.60A时,电阻R2两端电压为6.0V,则:E=8+0.3r,E=6+0.6r,解得:E=10.0V,r=6.67Ω;
联立以上两式解得:E=10.0V,r=6.07Ω
故答案为:①B,D,E;②如图③PTC④10.0,6.07
【分析】(1)明确实验要求电压从零调时,变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器以方便调节;应根据电源电动势的大小来选择电压表的量程;通过求出通过待测电阻的最小电流来选择电流表的量程.(2)根据待测电阻远小于电压表内阻可知电流表应用外接法.(3)关键是明确U﹣I图象中图线的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值,通过比较斜率大小即可求解.(4)根据U﹣I读出R1和R2两端的电压,然后根据闭合电路欧姆定律列式求解即可.
26.(2017高一上·青山期末)小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:
(1)下列哪些器材是多余的:
①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
(2)为达到实验目的,还需要的器材是:
(3)(双选)在该实验中,下列说法中正确的是
A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
D.牵引小车的钩码个数越多越好
(4)实验得到的一条纸带如图所示.打点计时器电源频率为50Hz,其中相邻的两个计数点还有4个点未画出,则根据纸带,回答下列问题:
①相邻两个点之间的时间间隔为 s
②根据纸带上的数据,则计数点1、3时小车对应的速度分别为:v1= m/s;v3= m/s.
③据此可求出小车从1到3计数点内的加速度为a= m/s2.(本题所有计算结果均保留两位小数)
【答案】(1)②、⑧
(2)刻度尺
(3)B;C
(4)0.1;0.36;0.43;0.35
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;匀变速直线运动规律的综合运用;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)在探究小车速度随时间变化规律的实验中,具体的实验步骤为:①木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路,(此步骤所需器材带滑轮长木板、打点计时器、复写纸、导线)②穿纸带;挂钩码,(此步骤所需器材纸带、钩码、细绳)③先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源,(此步骤所需器材小车)④换纸带,加钩码,再做二次.⑤处理纸带,解出某位置的速度和运动过程的加速度.(在处理纸带时需要用刻度尺处理计数点之间的距离)从以上步骤可以看出实验中多余的是天平、秒表,即为②、⑧.(2)为达到实验目的,还需要的器材是:刻度尺;(3)A、打点计时器应固定在长木板上,在固定滑轮的另一端,故A错误;B、为了在纸带打更多的点,开始实验时小车应放在靠近打点计时器一端,故B正确;C、打点计时器在使用时,为了使打点稳定,同时为了提高纸带的利用率,使尽量多的点打在纸带上,要应先接通电源,再放开纸带,故C正确;D、钩码个数应适当,钩码个数少,打的点很密;钩码个数多,打的点少,都会带来实验误差,故D错误.(4)①相邻的两个计数点间的时间间隔为T=0.1s②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:v1= = m/s=0.36m/s
v3= = m/s=0.43m/s
③根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4﹣x2=2a1T2
x3﹣x1=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a= (a1+a2)
即小车运动的加速度计算表达式为:a=
解得:a=0.35m/s2
故答案为:(1)②、⑧;(2)刻度尺; (3)BC;(4)①0.1;②0.36,0.43; ③0.35.
【分析】(1、2)根据实验的步骤,结合实验的原理确定实验所需的器材,知道打点计时器使用的是交流电压,打点计时器可以测量时间,不需要秒表,在该实验中不需要测量小车的质量,不需要天平;(3)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程,结合注意事项:使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动,断开电源由此可正确解答.(4)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上1、3点时小车的瞬时速度大小.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
27.(2017高二上·扬州期中)一只小灯泡,标有“3V、0.6W”字样.现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R1.(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V,内阻约为1Ω;电流表内阻约为1Ω,电压表的内阻约为10kΩ).
(1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用 (选填“内接”或“外接”)法.滑动变阻器的连接方式应采用 (选填“分压式”或“限流式”)
(2)将你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)画在虚线框中.
(3)若小灯泡发光暗时的电阻为R2,你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系为:R1 R2(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)外接;分压式
(2)解:如图
(3)大于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:(1)因小灯泡标有“3V、0.6W”字样,其电阻R= =15Ω,因 << ,电流表应选外接法,根据闭合电路欧姆定律估算电路 = = Ω,显然滑动变阻器不能用限流式,应用分压式接法.(2)由(1)的分析要知,电路如图所示(3)灯泡电阻随温度的升高而增大;故发光较暗时,温度较高,电阻较小;
故答案为:(1)外接,分压式(2)如图(3)大于
【分析】(1)通过欧姆定律计算,滑动变阻器采用限流式电表会超出范围,所以滑动变阻器必须采用分压接法。根据大内小外的原则,判断电流表的接法。
(2)根据分析顺次画出电路图。
(3)注意温度对电阻的影响。
28.(2017高一上·汕头期中)在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为T=0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s.用刻度尺量得A、B、C、D点到O点的距离分别为x1=1.50cm,x2=3.40cm,x3=5.70cm,x4=8.40cm.由此可知,打C点时纸带的速度表达式 ,大小为 m/s;与纸带相连小车的加速度表达式 ,大小为 m/s2.(以上数据取两位有效数字)
【答案】0.10;vC= ;0.25;a= ;0.40
【知识点】加速度;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;匀变速直线运动规律的综合运用;用打点计时器测速度
【解析】【解答】解:由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T′=5T=0.10s,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
vC= = = =0.25m/s
设0到A之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3﹣x1=2a1T2
x4﹣x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a= (a1+a2)
即小车运动的加速度计算表达式为:a= = = m/s2=0.4m/s2
故答案为:0.10,vC= ,0.25,a= ,0.40.
【分析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
29.(2017高一上·杭州期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,
(1)图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源.由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的 (填“甲”或“乙”)计时器.上述图(b)的安装中存在的错误有:① ②
(2)某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定的A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图(e)所示,每两个相邻计数点之间的时间间隔为0.10s.
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时的瞬时速度,并将速度值填入下式(数值保留到小数点后第二位)中 vc= m/s
②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图(d)所示的坐标线上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 .
③根据你画出的小车的速度﹣时间关系图线计算出的小车加速度a= m/s2.
【答案】(1)乙;接线柱接在直流电接线柱上;电压选择12V档
(2)0.48;;0.80
【知识点】加速度;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;平均速度;用打点计时器测速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解:(1)图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源,学生电源只能输出低压,则由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的乙打点计时器.分析实验电路图可知,上述图(b)的安装中存在的错误有:①接线柱应接在交流电上②电压选择了12V档,应选择6V档;(2)①C点速度等于BD段的平均速度,xBC=4.38cm=0.0438m,xCD=5.20cm=0.0520m;
故vC= =0.48m/s;②由①同理可知,vB=0.40m/s;vE=0.64m/s,vF=0.69m/s;根据描点法可得出对应的图象如图所示;③根据图象可知,图象的斜率等于加速度,则a= = =0.80m/s2;
故答案为:(1)乙;①接线柱接在直流电接线柱上;②电压选择12V档;(2)①0.48;②如图所示;③0.80.
【分析】(1)根据打点计时器的工作电压进行选择;从而明确实验中出现的错误;(2)①根据平均速度公式可求得C点的速度大小;②根据平均速度法可得出各点的速度,再根据描点法可得出对应的图象;③根据图象的斜率可求得小车的加速度大小.
30.(2017高一上·银川期中)某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.
①操作实验步骤以下:
A.拉住纸带,将小车靠近打点计时器,应先接通电源,再释放纸带.
B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路.
C.把一条绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码.
D.断开电源,取下纸带
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔.
将以上步骤按合理的顺序填写在横线上
②如图为该同学实验时打出的一条纸带,其中纸带右端与小车相连接,纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s.根据纸带请判断该滑块的运动属于 (填“匀速”、“匀加速”、“匀减速”)直线运动.
③从刻度尺中得到两个数据得出小车的加速度大小a= m/s2,打点计时器打B点时小车的速度v= m/s.
【答案】BECAD;匀减速;0.5;0.145
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;用打点计时器测速度
【解析】【解答】解:①实验步骤的安排要符合逻辑,要符合事物发展的进程,一般都是先要安装器材,准备实验,然后进行实验的总体思路进行,
本着先安装器材,后进行实验的思路,如在该实验中,先固定长木板,安装打点计时器,准备完毕开始进行实验,注意要先打点后释放小车,做完一次实验要及时关闭电源,故正确的实验步骤是:BECAD.②图中连续3段位移为:1.20cm,1.70cm,2.20cm;
由于纸带右端与小车相连接,车向右运动,相邻的相等时间间隔内位移逐渐减小,是匀减速直线运动;③从刻度尺中可以得到sAB=1.20cm、sCD=2.20cm;
根据公式△x=aT2,有:
sAB﹣sCD=2aT2
故:a= = m/s2=0.5 m/s2
匀变速运动中平均速度等于中间时刻瞬时速度,故:
vB= = m/s=0.145m/s
故答案为:①BECAD; ②匀减速;③0.5;0.145.
【分析】实验步骤要符合事物发展逻辑,要有利于操作和减小实验误差,在明确实验原理的情况下奔着这个原则即可正确安排实验步骤;
匀变速运动中,相邻的相等时间间隔内位移之差为恒量,有公式△x=aT2;根据匀变速运动中平均速度等于中间时刻瞬时速度求解B点对应的速度.
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 11.3 实验:导体电阻率的测量(优生加练)
一、作图题
1.(2017高二上·南昌期中)一个小灯泡L的电阻大约是10欧,为了测量该灯泡比较准确的阻值,提供了以下器材:
电动势3伏,内电阻约1欧的电池;
量程0~0.6安的安培表;
量程0~3.0 伏的伏特表;
电阻调节范围0~10欧的滑动变阻器;电键和导线若干.
试设计一个电路,使电灯两端的电压调节范围尽可能大,
把电路图画在如图的虚线方框内.
二、非选择题
2.(2023高二上·龙门月考)用欧姆表粗测得一圆柱复合材料的电阻约为3kΩ,某实验小组通过以下实验测量其电阻率ρ。
(1)该实验小组用刻度尺测量其长度L、螺旋测微器测量其直径D,某次直径测量结果如图所示:D= mm;
(2)实验使用的滑动变阻器的阻值为0~20Ω,请将如图实际测量电路补充完整 。
(3)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(填“a”或“b”);
(4)某次实验时,电压表的示数为U,电流表的示数为I,用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率,则表达式为ρ= 。
3.(2022·湖北模拟)某实验小组为了测量一段长度为L的电热丝的电阻率,进行了如下实验操作:
(1)用螺旋测微器测量电热丝的直径,其中某次测量结果如图甲所示,则电热丝的直径d= mm。
(2)先用欧姆表粗测其电阻值。选用“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小,因此需重新选择 (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,重新欧姆调零后再测量时欧姆表示数如图乙所示,则电热丝的电阻值为 Ω。
(3)为更准确测量电热丝的电阻R,使用下列器材:
电源E,电动势约为6V,内阻可忽略不计;
电压表V,量程为0~3V,内阻;
电流表A,量程为0~50mA,内阻;
定值电阻,;
滑动变阻器R,最大阻值为20Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干。
①要求测量尽可能准确,并测量较多组数据,请在如图所示虚线框中画出测量电阻的实验电路图(图中标明所选器材的符号) 。
②由实验电路图计算电热丝的电阻率的表达式为 (电流表与电压表的示数分别用I和U表示)。
③该电阻率的测量结果 (选填“有”或“无”)系统误差。
4.(2022·江苏模拟)如图为J0411型多用电表的原理图的一部分,其中所用电源电动势E=3V,内阻r=1Ω,表头满偏电流Ig=2mA,内阻Rg=100Ω。3个档位分别为×1档位、×10档位、×100档位,且定值电阻阻值R1<R2<Rg。
(1)红表笔为 (填“A”或“B”);
(2)某同学要测量一个电阻的阻值(约为1000Ω),实验步骤如下:
①选择档位 (填“×1”、“×10”、“×100”),将红黑表笔短接,进行欧姆调零;
②将红黑表笔接在待测电阻两端,测量电阻阻值,如图所示,则该电阻的阻值为 Ω。
(3)电阻R1= Ω;(结果保留两位有效数字)
(4)该同学实验时,由于电池使用时间过长会导致测量结果出现偏差。经测量该电池的电动势为2.7V,内阻为5Ω。则第(2)问中电阻的真实值为 Ω。
5.(2022·宣城模拟)某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R。的阻值及电源的电动势和内阻。
(1)根据图甲电路,将图乙所示的实物图连线补充完整;
(2)实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,定值电阻的计算表达式是: (用测得的物理量表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得R0的值 (填“大于”、“等于”“小于”)实际值;
(3)将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出、图线,则所作的图线斜率绝对值较小的是 图线(填“”或“”)。若用该图线来求电源电动势E和内阻r,且电表V2的内阻极大,则引起系统误差的主要原因是 。
6.(2021高二上·农安期末)为了测量某根金属丝的电阻率,根据电阻定律需要测量长为L的金属丝的直径D.电阻R.某同学进行如下几步进行测量:
(1)直径测量:该同学把金属丝放于螺旋测微器两测量杆间,测量结果如图,由图可知,该金属丝的直径d= .
(2)欧姆表粗测电阻,他先选择欧姆×10档,测量结果如图所示,为了使读数更精确些,还需进行的步骤是____.
A.换为×1档,重新测量
B.换为×100档,重新测量
C.换为×1档,先欧姆调零再测量
D.换为×100档,先欧姆调零再测量
(3)伏安法测电阻,实验室提供的滑变阻值为0~20Ω,电流表0~0.6A(内阻约0.5Ω),电压表0~3V(内阻约5kΩ),为了测量电阻误差较小,且电路便于调节,下列备选电路中,应该选择 .
7.(2022·江门模拟)某实验小组要测量一个定值电阻R的阻值。
(1)用图甲所示的多用电表测量R的阻值,有如下实验步骤:
①调节指针定位螺丝,使多用电表抬针对准 刻度的“0”刻线(选填“直流电流”或“电阻”);
②将选择开关转到电阻挡的“×10”的位置,将两表笔短接,进行欧姆调零;
③将两表笔分别与待测定值电阻相接,读数时发现指针偏角太小,则应该将选择开关转到电阻挡的 (选填“×1”或“×100”)的位置,然后重新进行欧姆调零。
(2)为了更准确测量定值电阻R的阻值,该小组用伏安法进行测量。如图乙所示实验电路,某同学将电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点,发现电压表的示数有明显变化,而电流表的示数无明显变化,说明定值电阻R的阻值与 (填写“电流表”或“电压表”)的阻值接近,应选择电流表 (填写“内接”或“外接”)的电路。
8.(2021高二上·辽宁期中)某同学在测量一个阻值约为 的均匀新材料制成的圆柱体电阻 的电阻率 。
(1)该同学首先用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,读数 mm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数 mm。
(2)现有可供选择的器材如下:
A.电压表 (量程为 ,内阻 约为 )
B.电流表 (量程为 ,内阻 约为 )
C.电流表 (量程为 ,内阻 为 )
D.定值电阻 (阻值为 )
E. 滑动变阻器 ( , )
F. 滑动变阻器 ( , )
G. 电源 (电动势为 ,内阻很小)
H. 开关 ,带夹子的导线若干
请根据给出的仪器在虚线框中画出测量电阻的实验电路图,并标出所选器材代号,要求尽量减小误差,获得较多的数据,且电表的示数均能超过量程的三分之一。
(3)若用 、 分别表示所选电流表 、 的读数,该电阻的长度为 ,直径为 ,电流表 的内阻为 ,定值电阻为 ,则该金属丝的电阻率表达式为 (用上述物理量的字母表达)。
9.(2021高二上·深圳月考)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为 的电压表的内阻,如图甲。
(1)主要步骤如下:
①把选择开关拨到“ ”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;
③把红表笔与待测电压表 (选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;
④换用 (选填“ ”或“ ”)欧姆挡后,需要 后再测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;
⑤把选择开关调至“ ”挡或交流电压最高挡,拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕;
(2)实验中表盘示数如图乙所示,则欧姆表的读数为 ,这时电压表读数为 V;
(3)图丙为某多用电表内部简化电路图,图中E是电池, 是定值电阻, 是可变电阻,表头G满偏电流为 ,内阻为 ,图中虚线方框内为换档开关,A端和B端分别与两表笔相连,该多用电表的5个挡位分别为:直流电压 挡和 挡;直流电流 挡和 挡,欧姆 挡;
根据所给的条件可得 Ω, Ω。
10.(2021高二上·安徽月考)某小组测某种圆柱形材料的电阻率,做了如下实验。
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度,螺旋测微器和游标卡尺的示数如图甲和乙所示。由图得圆柱体的直径为 mm,长度为 cm。
(2)该小组想用伏安法更精确地测量圆柱材料的电阻R(阻值约为190kΩ),可选用的器材如下:
A.电流表A1(量程4mA,内阻约50Ω)
B.电流表A2(量程20μA,内阻约1.5kΩ)
C.电压表V1(量程3V,内阻约10kΩ)
D.电压表V2(量程15V,内阻约25kΩ)
E.电源E(电动势4V,有一定内阻)
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.开关S,导线若干
为使实验误差较小,要求电压可以从零开始调节,电流表选择 ,电压表选择 。(以上两空均选填仪器前面的序号)
(3)请用笔画线表示导线,在图丙中完成测量圆柱材料电阻的实验电路连接。
(4)实验过程中,实验小组移动滑动变阻器的滑片,并记录两电表的多组测量数据,在坐标纸上描点、连线作出如图丁所示的U-I图像,则实验测得圆柱材料的电阻率ρ= Ω m(计算结果保留3位有效数字)。
11.(2021高二上·河北月考)某实验小组想要测量一量程为6V的电压表的内阻,他进行了如下的操作:
(1)先用多用电表的欧姆挡进行测量,将欧姆挡选择开关拨至“×10”倍率时,发现指针偏角较小,说明电阻较 (填“大”或“小”),于是改用 (填“×1”或“×100”)倍率;欧姆表表盘如图甲所示,根据选好的挡位,读出电压表的阻值为 Ω;每次换挡后都要进行的操作是 (填“机械调零”或“欧姆调零”);测量时,红表笔接电压表的 极(填“正”或“负”)。
(2)为了准确测出电压表的内阻,小明设计了如图乙所示的电路,图中定值电阻的阻值为 ,闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,读出电流表的示数I、电压表的示数U,可知电压表V的内阻 。
(3)为准确测量该电压表的内阻,小红设计了如图丙所示的电路,准备了以下器材:
电流表 :量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表 :量程500μA,内阻
滑动变阻器 :0~48kΩ,5mA
滑动变阻器 :0~10Ω,1A
定值电阻 :10Ω
电源:两极间电压为4V
导线、电键
实验中电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填器材代号)。若某次测量中电压表和电流表读数分别为U和I,则电压表内阻的计算表达式为 。
12.(2021高二上·河北期中)某同学为了测量电流表 的内阻(量程为 、内阻约为 ),设计出了如图所示的测量电路,实验中用到的器材有:电源(电动势为 、内阻不计)、滑动变阻器 、电阻箱 、电阻箱 、 、电流表 (与 同规格)、开关和导线若干。
(1)闭合开关S之前,滑动变阻器 的滑头应移到 (填“ ”或“ ”)端。
(2)若要求无论怎样移动变阻器 的滑头,电流表的电流都没有超过其量程,则电路图中的电阻箱 应选 (填 或 )。
(3)请完善以下的实验步骤。
a.闭合开关 ,调节滑动变阻器 ,使两电流表的指针在满偏附近,记录电流表 的示数 ;
b.断开 ,保持 闭合、 不变,再闭合 ,调节 ,使电流表 的示数再次为 ,读出此时电阻箱的阻值 ,则电流表 内电阻 。(用题中所给物理量符号表示)
13.(2021高二下·普宁期中)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中,发现一只标有“Ω,40mA”的电阻元件,“Ω”之前的数字已模糊,同学们决定对该元件的电阻值进行测量,他们查阅相关资料了解到这种晶体管收音机元件的电阻大约100Ω左右。
(1)首先使用多用电表的欧姆挡对阻值进行粗测。如图所示为多用电表的刻度盘,为了比较准确地测量,应该选择“ 挡”进行测量(选填“×1”,“×10”,“×100”或“×1k”),欧姆调零后,测电阻时,表针指示如示位置,则所测的阻值为 Ω;
(2)为了更加精确地研究该元件在电路中的工作情况,同学们决定选用下列器材设计电路并描述该元件的伏安特性曲线。
A.待测电阻元件Rx:“Ω,40mA”
B.电源:E=6V(内电阻可以忽略)
C.安培表A1:50mA,内阻为0.52
D.安培表A2:0.5A,内阻为10
E.电压表V(量程15V,内阻约2500 )
F.滑动变阻器 (最大阻值20 )
G.滑动变阻器 (最大阻值1000 )
H.定值电阻
I.定值电阻
J.开关S,导线若干。
①实验中选择的器材是:A,B,J以及 ;
A.C,D,F
B.C,D,F,H
C.C,D,F,I
D.C,E,F
②请在虚线框中作出实验的电路图 。
14.(2021·凌源模拟)图中电源E(电动势为 ,内阻较小)、电压表V(量程 ,内阻 ), (量程 ,内阻约 )。
(1)用如图所示的电路粗测 时,S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于________。
A.最左端 B.最右端 C.正中间
(2)图中,当 的示数为 时,V的示数为 ,则 的真实值最接近________。
A. B. C. D.
(3)若还有电流表 (量程 ,内阻 )、定值电阻 (阻值为 )可供选择,为更精确地测量 的阻值,请将设计的电路画在方框中。
15.(2020高二上·徐州期中)测定金属丝的电阻率,提供实验器材如下:
A.待测金属丝R(电阻约8Ω)
B.电流表A(0.6A,内阻约0.6Ω)
C.电压表V(3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器R1(0-5Ω,2A)
E.电源E(6V)
F.开关,导线若干
(1)用螺旋测微器测出金属丝的直径如图所示,则金属丝的直径为 mm.
(2)某同学采用如图所示电路进行实验,请用笔画线代替导线,在图中将实物电路图连接完整.
(3)测得金属丝的直径为d,改变金属夹P的位置,测得多组金属丝接入电路的长度L及相应电压表示数U、电流表示数I,作出 如图所示.测得图线斜率为k,则该金属丝的电阻率ρ为
(4)关于电阻率的测量,下列说法中正确的有________
A.开关S闭合前,滑动变阻器R1的滑片应置于最左端
B.实验中,滑动变阻器R1的滑片位置确定后不可移动
C.待测金属丝R长时间通电,会导致电阻率测量结果偏小
D.该实验方案中电流表A的内阻对电阻率测量结果没有影响
16.(2019·南充模拟)LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为0至50mA,内阻RA1约为3Ω)
B.电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
C.定值电阻R1=697Ω
D.定值电阻R2=1985Ω
E.滑动变阻器R(0至20Ω)一只
F.电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
G.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
F.开关S一只
(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为 ,电表2为 ,定值电阻为 .(填写器材前的字母编号)
(2)将采用的电路图补充完整 。
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx= (用字母表示),当表达式中的 (填字母)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作时电阻.
17.(2018·全国Ⅲ卷)一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0 Ω); 可视为理想电压表。S1为单刀开关,S2位单刀双掷开关,E为电源,R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
⑴按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线 ;
⑵将滑动变阻器滑动端置于适当位置,闭合S1;
⑶将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器动端的位置,记下此时电压表 的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表 的示数U2;
⑷待测电阻阻值的表达式Rx= (用R0、U1、U2表示);
⑸重复步骤(3),得到如下数据:
1 2 3 4 5
U1/V 0.25 0.30 0.36 0.40 0.44
U2/V 0.86 1.03 1.22 1.36 1.49
3.44 3.43 3.39 3.40 3.39
⑹利用上述5次测量所得 的平均值,求得Rx= Ω。(保留1位小数)
18.(2017·自贡模拟)在测定某一均匀细圆柱体材料的电阻率实验中.
(1)如图1所示,用游标卡尺测其长度为 cm;图2用螺旋测微器测其直径为 mm.
(2)其电阻约为6Ω.为了较为准确地测量其电阻,现用伏安法测其电阻.实验室除提供了电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)、开关S,导线若干,还备有下列实验器材:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为2kΩ)
B.电压表V2(量程15V,内阻约为15kΩ)
C.电流表A1 (量程3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2 (量程0.6A,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2 (0~2000Ω,0.1A)
①为减小实验误差,应选用的实验器材有 (选填“A、B、C、D…”等序号) .
②为减小实验误差,应选用图3中 (选填“a”或“b”)为该实验的电路原理图,其测
量值比真实值 (选填“偏大”或“偏小”).
19.(2017·银川模拟)在“验证机械能守恒定律”的实验中,小明同学利用传感器设计实验:如图甲所示,将质量为m、直径为d的金属小球在一定高度h由静止释放,小球正下方固定一台红外线计时器,能自动记录小球挡住红外线的时间t,改变小球下落高度h,进行多次重复实验.此方案验证机械能守恒定律方便快捷.
(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示,则小球的直径d= mm;
(2)在处理数据时,计算小球下落h高度时速度v的表达式为 ;
(3)为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列哪一个图象? ;
A.h﹣t图象 B.h﹣ 图象
C.h﹣t2图象 D.h﹣ 图象
(4)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量 mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会 (填“增大”、“缩小”或“不变”).
20.(2017·盐湖模拟)如图所示,某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验,将直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上,在金属丝上安一个小金属滑片c,连接好电路,电路中R0是保护电阻.已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计.闭合开关后电流表的读数为I0.调节滑片c的位置,分别测量出长度L及所对应的电压值U,并根据实验数据作出U﹣L图象如图所示.
(1)试根据设计方案在虚线方框中画出电路原理图;(电路原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注)
(2)根据你所画的电路原理图在题中所给的实物图上画出连接导线;
(3)在图线上取一点P,P点的横坐标值为L0,纵坐标值为U0,由此可得该金属丝的电阻率为 (用题目中所给的字母表示)
21.(2017·临川模拟)某同学要测量一较粗金属丝的电阻率,他用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,由图可知其直径为 mm,为精确测量金属丝的电阻,实验老师提供了以下实验器材:
A.金属丝Rx(约300Ω)
B.电池组(6V,0.05Ω)
C.电流表A1(30mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(3A,内阻约0.1Ω)
E.电压表V(6V,内阻RV=3kΩ)
F.滑动变阻器R1(2kΩ,0.8A)
G.滑动变阻器R2(50Ω,2A)
H.开关一个,导线若干
⑴该同学根据所给器材的特点,进行了实验电路的设计,实验要求通过金属丝的电流从零开始增加,则电流表应选择 ,滑动变阻器应选择 .(填器材前的字母标号)
⑵如图乙所示,该同学只连接了部分导线,请你帮助他完成实验电路的连接 .
⑶该同学在实验中测量得到电压表的读数U、电流表的读数I、电阻丝的长度L和直径D,则用测量和已知量表示Rx= ,金属丝电阻率的表达式为ρ= .
22.(2017年全国高考物理新课标ⅲ三模试卷)某同学在“测定金属丝的电阻率”的实验中:
(1)为了精确地测出金属丝的电阻,需用欧姆表对金属丝的电阻粗测,用多用电表“×1”欧姆挡粗测其电阻示数如图甲,则阻值为 Ω;
(2)用螺旋测微器测量金属丝的直径,从图乙中可以读出该金属丝的直径d= mm.
(3)除刻度尺、电阻为Rx的金属丝的电阻、螺旋测微器外,实验室还提供如下器材,为使测量尽量精确,电流表应选 (选填“A1”或“A2”)、电压表应选 (选填“V1”或“V2”).
电源E(电动势为3V、内阻约为0.5Ω)
最大阻值为20Ω的滑动变阻器R
电流表A1(量程0.6A、内阻约为2Ω)
电流表A2(量程1A、内阻约为1Ω)
电压表V1(量程15V、内阻约为3 000Ω)
电压表V2(量程3.0V、内阻约为1 000Ω)
开关一只、导线若干
(4)在测量Rx阻值时,要求电压从零开始调节,并且多次测量,请在图丙中画完整测量Rx阻值的电路图.(图中务必标出选用的电表、电阻和滑动变阻器的符号).
(5)若用刻度尺测得金属丝的长度为L,用螺旋测微器测得金属丝的直径为d,电流表的读数为I,电压表的读数为U,则该金属丝的电阻率表达式为ρ= .(用L、d、I、U表示)
23.(全国2017年高考物理仿真模拟试卷(二))某物理实验小组的同学利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值.可选用的器材(代号)与规格如下:
电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);
标准电流表A2(量程300mA,内阻r2约为5Ω);
待测电阻R1(阻值约为100Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω);
电源E(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)要求方法简捷,并能测多组数据,请在如图的方框中画出实验电路原理图,并标明每个器材的代号.
(2)需要直接测量的物理量是 ,用测的量表示待测电阻R1的计算公式是R1= .
24.(2017高二上·长沙期末)在“测定金属的电阻率”的实验中
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径时,其示数如图1所示,则金属丝的直径为d= mm
(2)某同学设计了如图2所示的电路测量该金属丝的电阻 (阻值约3Ω)
可选用的器材规格如下:
电源Ε (电动势3V,内阻不计);
电流表Α(0 0.6Α,内姐约0.5Ω);
电流表G(0 10mA,内阻为50Ω);
滑动变阻器R1 (阻值0 5Ω,额定电流2A);
滑动变阻器R2 (阻值0 1ΚΩ,额定电流1A);
定值电阻R3=250Ω;
定值电阻R4=2500Ω;
开关S和导线若干.
①为了便于操作,并使测量尽量精确,定值电阻办应选,滑动变阻器R应选 .
②某次测量时电流表G的读数为5.0mA,安培表示数为0.50A,计算Rx的准确值为 Rx= Ω.(计算结果保留3位有效数字)
25.(2017高二上·永州期末)热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC).正温度系数电阻器(PTC)在温度升高时电阻值越大,负责温度系数电阻器(NTC)在温度升高时电阻值越小,热敏电阻的这种特性,常常应用在控制电路中.某实验小组选用下列器材探究通过热敏电阻Rx(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点,如图所示.
A.电流表A1(量程100mA,内阻约1Ω) B.电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C.电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ) D.电压表V2(量程15.0V,内阻约10kΩ)
E.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω) F.滑动变阻器R′(最大阻值为500Ω)
G.电源E(电动势15V,内阻忽略) H.电键、导线若干
①实验中改变滑动变阻器滑片的位置,使加在热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,请在所提供的器材中选择必需的器材,应选择的器材为电流表 ;电压表 ;滑动变阻器 .(只需填写器材前面的字母即可)
②请在所提供的器材中选择必需的器材,在图1虚线框内画出该小组设计的电路图 .
③该小组测出热敏电阻R1的U﹣I图线如图2曲线I所示.请分析说明该热敏电阻是 热敏电阻(填PTC或NTC).
④该小组又通过查阅资料得出了热敏电阻R2的U﹣I图线如图2曲线II所示.然后又将热敏电阻R1、R2分别与某电池组连成电路如图3所示.测得通过R1和R2的电流分别为0.30A和0.60A,则该电池组的电动势为 V,内阻为 Ω.(结果均保留三位有效数字)
26.(2017高一上·青山期末)小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时,由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理,他从实验室里借取了如下器材:
(1)下列哪些器材是多余的:
①电磁打点计时器②天平③低压交流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板
(2)为达到实验目的,还需要的器材是:
(3)(双选)在该实验中,下列说法中正确的是
A.打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端
B.开始实验时小车应靠近打点计时器一端
C.应先接通电源,待打点稳定后再释放小车
D.牵引小车的钩码个数越多越好
(4)实验得到的一条纸带如图所示.打点计时器电源频率为50Hz,其中相邻的两个计数点还有4个点未画出,则根据纸带,回答下列问题:
①相邻两个点之间的时间间隔为 s
②根据纸带上的数据,则计数点1、3时小车对应的速度分别为:v1= m/s;v3= m/s.
③据此可求出小车从1到3计数点内的加速度为a= m/s2.(本题所有计算结果均保留两位小数)
27.(2017高二上·扬州期中)一只小灯泡,标有“3V、0.6W”字样.现用下面给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R1.(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V,内阻约为1Ω;电流表内阻约为1Ω,电压表的内阻约为10kΩ).
(1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用 (选填“内接”或“外接”)法.滑动变阻器的连接方式应采用 (选填“分压式”或“限流式”)
(2)将你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)画在虚线框中.
(3)若小灯泡发光暗时的电阻为R2,你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系为:R1 R2(选填“大于”、“等于”或“小于”)
28.(2017高一上·汕头期中)在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为T=0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s.用刻度尺量得A、B、C、D点到O点的距离分别为x1=1.50cm,x2=3.40cm,x3=5.70cm,x4=8.40cm.由此可知,打C点时纸带的速度表达式 ,大小为 m/s;与纸带相连小车的加速度表达式 ,大小为 m/s2.(以上数据取两位有效数字)
29.(2017高一上·杭州期中)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,
(1)图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源.由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的 (填“甲”或“乙”)计时器.上述图(b)的安装中存在的错误有:① ②
(2)某同学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定的A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,其相邻点间的距离如图(e)所示,每两个相邻计数点之间的时间间隔为0.10s.
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时的瞬时速度,并将速度值填入下式(数值保留到小数点后第二位)中 vc= m/s
②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图(d)所示的坐标线上,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线 .
③根据你画出的小车的速度﹣时间关系图线计算出的小车加速度a= m/s2.
30.(2017高一上·银川期中)某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.
①操作实验步骤以下:
A.拉住纸带,将小车靠近打点计时器,应先接通电源,再释放纸带.
B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路.
C.把一条绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当重的钩码.
D.断开电源,取下纸带
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔.
将以上步骤按合理的顺序填写在横线上
②如图为该同学实验时打出的一条纸带,其中纸带右端与小车相连接,纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s.根据纸带请判断该滑块的运动属于 (填“匀速”、“匀加速”、“匀减速”)直线运动.
③从刻度尺中得到两个数据得出小车的加速度大小a= m/s2,打点计时器打B点时小车的速度v= m/s.
答案解析部分
1.【答案】解:电路图如图所示:
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:待测灯泡电阻约为10Ω,电流表内阻很小约为零点几欧姆,电压表内阻很大约为几千欧姆甚至几万欧姆,
电压表内阻远大于待测灯泡电阻,电流表应采用外接法,滑动变阻器最大阻值与灯泡电阻大约相等,
为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,电路图如图所示:
故答案为:电路图如图所示.
【分析】首先根据大内小外的原则判断电流表的接法。题目中要求精确测量滑动变阻器应该采用分压式接法。
2.【答案】(1)6.700
(2)
(3)a
(4)
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器可动刻度对应20.0刻线,固定刻度半毫米刻线露出,读数为6.5+0.01×20.0=6.700mm;
(2)滑动变阻器最大才20Ω,远小于待测电阻3kΩ,要起到调节作用,应用分压接法;
(3)滑动变阻器左部分在支路与复合材料并联,为保护电表,并联电路电压开始应取最低为零,所以滑片触头应置于a端。
(4)根据电阻定律和电阻定义式得。
【分析】螺旋测微器读数注意半毫米刻线是否露出,注意以毫米为单位时估读到千分位;掌握分压接法的条件;电路连线要一路一路的去连;记住电阻的决定式。
3.【答案】(1)0.870
(2)×100;
(3)();或;无
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)根据螺旋测微测量原理,图中螺旋测微器测量的读数为
(2)用欧姆表“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小,说明欧姆表指针较靠左侧,即指在阻值较大刻度处,说明待测电阻阻值较大,因此需重新选择高倍率 “×100” 的档位。
图中欧姆表读数为
(3)①②要求测量较多组数据,则滑动变阻器采用分压式接法。由电源电动势约为6V,则待测电阻的最大电流约为
而题中所给电流表量程太大,电压表的量程不够,由两表内阻均为定值,且有一个定值电阻,故应进行电表改装。若扩大电压表量程,定值电阻阻值太小,量程仍不够,因此可以将电压表改装成电流表,而电流表当电压表,则电路图如图
则待测电阻的阻值表达式为
又由电阻的决定式
两式联立解得电阻率的表达式为
或者也可以采用电流表外接法,为增大电流,将定值电阻与待测电阻并联,如图
则待测电阻的阻值表达式为
联立电阻的决定式解得,电阻率的表达式为
③由上述分析可知,该电阻率的测量结果无系统误差。
【分析】(1)根据螺旋测微读数规则得图中螺旋测微器测量的读数。
(2)用欧姆表“×10”倍率的电阻挡正确测量时,发现欧姆表指针偏转角较小说明待测电阻阻值较大,因此需重新选择高倍率。
(3)测量较多组数据,滑动变阻器采用分压式接法。采用电流表外接法,为增大电流,将定值电阻与待测电阻并联。由电阻率的表达式可知该电阻率的测量结果无系统误差。
4.【答案】(1)A
(2);1100
(3)1.0
(4)990
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)红表笔与内部电源的负极连接,即红表笔接A;
(2)①要测量一个阻值约为1000Ω的电阻,选择档位 “100”,将红黑表笔短接,进行欧姆调零;
②该电阻的阻值为11×100Ω=1100Ω。
(3)当图中开关接空位置时,因此时内阻
即此时的档位应该是×100档,因R1<R2<Rg,可知接R1时欧姆档对应于1档,此时欧姆表内阻应该为15Ω,根据
可得
由
可得R1≈1.0Ω
(4)设电阻真实值为R,则当电动势为3V,内阻为1Ω的电源时
其中
则当电动势为2.7V,内阻为5Ω的电源时
其中
其中的R测=1100Ω,解得R=990Ω
【分析】(1)红表笔插在+接线孔,但与内部电源的负极连接。
(2)电表指针指到中间刻度附近则测量结果比较精确。
(3)欧姆表读数等于指针刻度乘以挡位。不用估读。
(4)不同挡位对应欧姆档内阻不同,档位越大,内阻也越大。
(5)电压减小,导致流过表头电流减小,指针偏转越小,电阻测量结果越大。
5.【答案】(1)
(2);大于
(3);电压表分流
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)根据电路图连接实物图如图所示
(2)根据欧姆定律得
解得
因为电压表的分流作用,导致使用电流计算时,偏小,所以测得R0的值大于实际值;
(3)由闭合电路欧姆定律可得
可知图线斜率绝对值较小的是图线,若用该图线来求电源电动势E和内阻r,且电表V2的内阻极大,由于电压表分流,引起系统误差。
【分析】(1)根据电路图连接实物图;
(2)根据欧姆定律得出R0的表达式,并判断测得值大于实际值;
(3)根据闭合电路欧姆定律得出U-I的表达式,从而得出引起系统误差的主要原因。
6.【答案】(1)2.547
(2)D
(3)D
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)金属丝的直径d=2.5mm+0.01mm×4.5=2.545mm
(2)先选择欧姆×10档时,指针偏转角过小,故倍率档选择过小,因为此电阻在500Ω左右,故应换为×100档,先欧姆调零再测量,D符合题意;
(3)滑变阻值只为0~20Ω,待测电阻为500Ω左右,故应采用分压电路,
故应采用安培表内接,D符合题意。
【分析】(1)根据螺旋测微器的读数规律读出金属丝的直径;
(2)根据多用电表欧姆档测电阻的使用原理进行分析判断;
(3)根据串联电路的分压原理判断安培表的连接方式。
7.【答案】(1)直流电流;×100
(2)电流表;外接
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)①首先进行机械调零,调节指针定位螺丝,使多用电表指针对准直流电流、电压“0”刻线;
②当开关转到“×10” 电阻挡时指针偏角太小,说明电流太小,电阻太大,则应该将选择开关转到电阻挡的×100” 的位置,然后重新进行欧姆调零。
(2)如图乙所示,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点,观察两次电表的示数变化,电压表示数有明显变化,而电流表示数无明显变化,说明小灯泡的阻值与电流表的阻值接近,为减小实验误差,应选择电流表外接的电路。
【分析】(1)使用欧姆表时先进行机械调零,然后根据欧姆表的示数判断选择的档位,同时重新调零;
(2)根据电路的分析以及电流表的内外接法的判断进行分析填空。
8.【答案】(1)54.4;3.852
(2)电路图为
(3)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1) 该材料的长度为
该材料的直径为
(2)电源电动势为3V,电压表量程太大,不能偏转三分之一,所以需要改装电压表,根据器材,电流表 与定值电阻串联可以得到量程为3V的电压表;电路中的最大电流为
故电流表选择 ;因为改装后电压表内阻已知,所以应使用电流表外接法;滑动变阻器 的阻值太大,不方便调节,所以选择滑动变阻器 ,而 电阻远小于待测电阻,故应使用分压电路,则电路图为
(3)待测电阻为
根据电阻定律得
联立解得
【分析】(1)根据游标卡尺的读数规律读出材料的长度;根据螺旋测微器的读数规律读出材料的直径;
(2)根据电源的电动势选择电压表;根据闭合电路欧姆定律得出电路中的电流,从而选择电流表;根据实验原理画出电路图;
(3)根据电阻定律以及欧姆定律 得出该材料的电阻率。
9.【答案】(1)负;;欧姆调零
(2)40000;2.20
(3)160;880
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)多用表中的内置电源正极与黑表笔相连,则应把红表笔与待测电压表负接线柱相接。
指针偏转角度很小,说明挡位选择过小,应换大挡,故换用 欧姆挡,换挡后,需要欧姆调零后再测量。
(2)欧姆表的读数为
电压表读数为2.20V。
(3)B端接2时,表头与两电阻并联,为电流挡,表头并联的阻值越大时,电流表的量程越小,故此时为直流电流 挡,根据串并联关系
解得
B接4时为电压挡,并联部分再串联的阻值越小时,电压表的量程越小,故此时为直流电压 挡,根据串并联关系
解得
【分析】(1)根据多用电表的使用原理进行填空;
(2)根据欧姆表的读数规律进行读数和电压表的读数;
(3)根据闭合电路欧姆定律以及电路的动态分析得出电阻的大小。
10.【答案】(1)1.741~1.744;5.240
(2)B;C
(3)
(4)8.74~8.79
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器读数时需要估读,由图甲可知D=1.5mm+24.2×0.01mm=1.742mm。
游标卡尺不估读,由图乙可知l=52mm+8×0.05mm=52.40mm=5.240cm。
(2)由于电源电动势为4V,为了准确,电压表应选量程为3V的电压表C;而流过待测电阻的电流最大值
因此电流表选用量程为20μA的B。
(3)由于电压从零开始调节,滑动变阻器采用分压式接法,由于待测电阻阻值较大,采用电流表内接法,电路连接图如图所示
(4)根据图像可得电阻值为
根据 ,可得
【分析】(1)利用螺旋测微器的读数规律进行读数;
(2)根据电动势的大小选择电压表;再结合欧姆定律得出通过电阻的最大电流,从而判断电流表;
(3)根据电压的变化情况,选择滑动变阻器的连接方式,结合实验原理连接实物图;
(4)利用欧姆定律得出圆柱材料的电阻,结合欧姆定律得出该材料的电阻率。
11.【答案】(1)大;×100;3600Ω(或 );欧姆调零;负
(2)
(3);;
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)欧姆表左边电阻大,右边电阻小,且刻度不均匀。不测电阻时,指针在最左端不偏转,当偏角较小时,指针靠近左端,说明电阻较大,需要换更大的倍率,欧姆表选择“×100”挡位;
由表盘可知,20与40之间是10分度的,因此分度值是2,欧姆表读数为: 。
每次换挡都要重新进行欧姆调零,而机械调零只在实验开始时调一次,之后不再调节。多用电表内置电源,对欧姆表有“红进黑出”,对电压表或电流表有“正进负出”,因此红表笔应接电压表的负极。
(2)干路电流等于支路电流之和,所以
整理得
(3)电压表可能的最大电流为
远小于0.6A,为方便读数电流表选 ,并与 并联。
为了能多次测量电压和电流,采用分压式接法,所以滑动变阻器选最大阻值较小的 。
流过电压表的电流
所以电压表内阻
【分析】(1)利用欧姆表的原理进行读数,电阻的 读数为指示值乘以倍率;
(2)根据欧姆定律和并联电路的分流特点得出电压表内阻的表达式;
(3)根据欧姆定律和串联电路的电压关系以及实验原理选择电流表和滑动变阻器;结合欧姆定律和并联电路的分流原理得出电压表的内阻。
12.【答案】(1)a
(2)
(3)
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)闭合开关 之前,为使保护电表,应使流过电表的电流从最小开始,所以滑动变阻器 的滑头应移到 端;
(2)由闭合电路的欧姆定律得
代入数据解得
所以电路图中的电阻箱 应选 ;
(3)根据等效替代法的原理可知,电流表 内电阻 。
【分析】(1)根据保护电路的原理得知滑动变阻器的滑头移到a端;
(2)根据闭合电路欧姆定律得出待测电阻的阻值,从而选择电阻箱;
(3)根据等效替代法得出电流表1的内阻。
13.【答案】(1)×10;110(106-112范围内正确)
(2)A;
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1) 因为电阻大约100Ω左右,故选择“×10”挡测量,由图1所示可知,该电阻的阻值约为11×10Ω=110Ω(106Ω~112Ω均正确)
(2) ① 因为电源电动势E=6V,若选择电压表V(量程15V,内阻约2500Ω),偏转过小,误差较大,所以选择内阻已知的安培表A2当做量程为0~5V的电压表用,电路中的最大电流:
故电流表选择安培表A1,为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器R1,故答案为:A。
② 要求精确测量,故选择分压式电路,画出电路图如图所示
【分析】(1)根据待测电阻的大致阻值选择挡位,结合多用电表的读数规则进行读数;
(2)根据闭合电路欧姆定律求出电路中的最大电流;
(3)根据实验原理判断出应用分压式电路,从而画出电路图。
14.【答案】(1)A
(2)B
(3)
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最左端,这样闭合的瞬间, 上的电压为零,然后移动滑片,电压逐渐增大。
(2)根据
代入数据
所以选B。
(3)因为电流表 的内阻已知为 ,同时为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转,这样才能减小或避免测量 阻值的系统误差和偶然误差,为更精确地测量 的阻值,实验电路如图所示。
【分析】滑动变阻器的分压式接法,刚开始滑片要处在最左端,要让测量部分为零;为了使两个表的指针同时实现较大幅度的偏转,这样才能减小和避免测量阻值的系统误差。
15.【答案】(1)0.398
(2)
(3)
(4)A;D
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】(1)螺旋测微器主尺刻度0mm,分尺刻度 ,所以读数为0.398mm.
(2)根据电路图连接实物图如下:
(3)设电流表内阻 ,根据欧姆定律可知待测电阻: ,根据电阻方程: ,截面积: ,联立解得: ,图像斜率: ,所以电阻率 .
(4)为了保护电路,实验开始前应使待测回路电流最小,滑动变阻器滑片处于最左端,A符合题意.
B.实验要测量多组电压、电流值,通过改变滑片位置,改变电压表示数,滑动变阻器滑片需要移动,B不符合题意.
C.待测金属丝R长时间通电,因为电流热效应存在,温度升高,电阻率变大,C不符合题意.
D.根据 可知,电流表的内阻存在不会改变图像的斜率,对电阻率没影响,D符合题意.
【分析】(1)根据螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数进行读数;
(2)根据电路图连接实物电路图;
(3)利用欧姆定律与电阻定律求出图象的函数表达式,然后根据题意求出电阻率。
16.【答案】(1)F;B;D
(2)
(3);I2;1.5mA.
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】(1)(2)要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,由于电压表的量程较大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压;改装电压表的内阻: ,A2的内阻约为15Ω,则定值电阻应选D;LED灯正常工作时的电流约为 左右,电流表的量程较小,电流表不能精确测量电流,可以用电压表测量电流;
因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法.电路图如图所示,
由以上分析可知,电表1为F,电表2为B,定值电阻为D.(3)根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压U=I2(R+RA2),通过灯泡的电流 ,所以LED灯正常工作时的电阻 .改装后的电压表内阻为RV=1985+15Ω=2000Ω,则当I2=1.5mA时,LED灯两端的电压为3V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻.
【分析】(1)在量程允许的情况下选择小量程的电表即可;
(2)滑动变阻器的阻值都远小于,故采用分压法;
(3)对电路应用闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir 求解LED灯正常工作时的电阻即可。
17.【答案】;;48.2
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】开关S2掷于1端,由欧姆定律可得通过Rx的电流I=U1/R0,将开关S2掷于2端,R0和Rx串联电路电压为U2,Rx两端电压为U=U2-U1,由欧姆定律可得待测电阻阻值Rx=U/I= R0=( -1)R0。
5次测量所得 的平均值, (3.44+3.43+3.39+3.40+3.39)=3.41,代入Rx=( -1)R0=(3.41-1)×20.0Ω=48.2Ω。
【分析】(1)连接实物图时依据原理图依次连接(注意线不要交叉,正负极不要接反,滑动变阻器是分压还是限流)
(2)开关S2掷于1端,根据欧姆定律可通过Rx的电流为,将开关S2掷于2端,可得Rx两端电压为U2-U1,再由欧姆定律得出Rx。
(3)根据表格求出RX的平均值。
18.【答案】(1)10.355;1.195
(2)ADE;b;偏小
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:(1)游标卡尺的固定刻度读数为10.3cm,游标读数为0.05×11mm=0.55mm=0.055cm,所以最终读数为:10.3cm+0.055cm=10.355cm.
螺旋测微器的固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01×19.5mm=0.195mm,
所以最终读数为:1mm+0.195mm=1.195mm;(2)①电源电动势为3V,故电压表应选A,电路最大电流约为:I= E R = 3 6 =0.5A,故电流表选D;由于待测电阻只有约6Ω,故为了便于调节,滑动变阻器选择总阻值较小的E;②待测电阻阻值约为6Ω,电压表内阻约为2kΩ,电流表内阻约为1Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,应选择图b所示实验电路,由于电压表分流使电流表读数偏大,则由欧姆定律可知,求出的电阻值偏小.
故答案为:(1)10.355;1.195;(2)①ADE;②b;偏小.
【分析】(1)螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读,游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数,不需估读.
(2)①根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表;
②根据待测电阻与电表内阻的关系以及大内小外确定电流表接法,然后选择实验电路,根据电路图应用欧姆定律分析实验误差.
19.【答案】(1)17.805
(2)
(3)D
(4)增大
【知识点】验证机械能守恒定律;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】解:(1)螺旋测微器的固定刻度为17.5mm,可动刻度为30.5×0.01mm=0.305mm,
所以最终读数为17.5mm+0.305mm=17.805mm,(2)已知经过光电门时的时间小球的直径;则可以由平均速度表示经过光电门时的速度;
所以v= ,(3)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;
则有:mgh= mv2;
即:2gh=( )2
为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,所以应作h﹣ 图象,
故答案为:D.(4)经正确的实验操作,小明发现小球动能增加量 mv2总是稍小于重力势能减少量mgh,你认为增加释放高度h后,两者的差值会增大,
故答案为:(1)17.805(2) (3)D(4)增大
【分析】(1)根据螺旋测微器的读数方法固定刻度读数加上可动刻度读数,在读可动刻度读数时需估读.注意螺旋测微器又叫千分尺,毫米为单位时,小数点后保留三位有效数字。
(2)物体的瞬时速度用物体过光电门时的平均速度代替。
(3)根据机械能守恒定律,目的减小的重力势能应该等于增加的动能,列出高度,和时间的关系式。
(4)本实验的误差主要来源于摩擦力做功。
20.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:(1)电源、电流表、待测金属丝、保护电阻组成串联电路,由题意知:电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计,电流表应采用外接法,电路图如图所示.
;(2)结合实验原理图,依次连接电路如上图.(3)由欧姆定律可得,电阻丝电阻R=
由电阻定律得:R=
解得:
故答案为:(1)如图;(2)如图所示;(3)
【分析】(1)根据大内小外原则,判断电流表内接和外接,画出实验电路。
(2)根据电路图将实物图,顺次连接。
(3)利用欧姆定律和电阻定律列式综合求解。
21.【答案】4.200;C;G;;;
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:由图甲所示可知,螺旋测微器示数为:4.0mm+20.0×0.01mm=4.200mm;(1)通过电阻电阻的最大电流约为:I= = ≈0.020A=20mA,电流表应选择C;通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法,为方便实验操作,滑动变阻器应选择最大阻值较小的G.(2)通过金属丝的电流从零开始增加,滑动变阻器应采用分压接法;待测金属丝电阻约为:300Ω,电流表内阻约为:10Ω,电压表内阻为3kΩ,由于电压表内阻已知,可以求出通过电压表的电流,电流表可以采用外接法,电路图如图所示:
;(3)由欧姆定律可知,电阻丝的阻值:Rx= ,由电阻定律可知:Rx=ρ =ρ ,则电阻率:ρ= ;
故答案为:(1)4.200;(1)C;G;(2)电路图如图所示;(3) ; .
【分析】(1)螺旋测微器,又叫千分尺,当以毫米作单位时小数点后保留三位有效数字。根据螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数;
(2)根据实验的安全性及精确性结合电路最大电流选择电流表,为方便实验操作,在保证安全的前提下要选择最大阻值较小的滑动变阻器.
(3)根据题意确定滑动变阻器限流与分压以及电流表的内接外接法,然后连接实物电路图.
(4)应用欧姆定律与电阻定律,联立求出电阻与电阻率.
22.【答案】(1)5
(2)1.700
(3)A1;V2
(4)解:电路图如图所示:
(5)
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:(1)欧姆表选择×1档,由图示表盘可知,待测电阻阻值为:5×1=5Ω;(2)由图示螺旋测微器可知,其示数为:1.5mm+20.0×0.01mm=1.700mm.(3)电源电动势为3V,则电压表选择V2,电路最大电流约为:I= = =0.6A,则电流表选择A1.(4)实验要求电压从零开始调节,并且多次测量,则电压表采用分压接法,由于电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表采用外接法,实验电路图如图所示:(5)待测电子阻值:R= ,由电阻定律可知:R=ρ =ρ ,则电阻率:ρ= ;
故答案为:(1)5;(2)1.700;(3)A1,V2;(4)电路图如图所示;(5) .
【分析】(1)根据欧姆表读数的原则,先读数值,再乘以倍率。
(2)螺旋测微器又叫千分尺,读数等于固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数.
(3)根据电源电动势选择电压表,根据电路最大电流选择电流表.
(4)根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法,然后作出电路图.
(5)根据电阻定律与欧姆定律求出电阻率的表达式.
23.【答案】(1)
(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2;
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:(1)没有电压表A1与待测电阻并联,间接测量待测电阻两端电压,待测电阻阻值约为100Ω,滑动变阻器最大阻值为10Ω,为测出多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,实验电路图如图所示.
;(2)待测电阻阻值R1= = ,实验需要测量的量为电流表A1、A2的读数为I1、I2;
故答案为:(1)电路图如图所示;(2)两电流表A1、A2的读数为I1、I2, .
【分析】(1)本实验的实验目的是测量电阻的阻值,由于滑动变阻器阻值较小,应采用分压式。根据大内小外判断是内接还是外接。由于没有电压表内电阻精确已知的电流表可以当成电压表使用。
(2)本实验的原理是用伏安法测电阻,利用欧姆定律求解即可。
24.【答案】(1)0.800mm
(2)R1、R3 ;3.03
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;导体电阻率的测量
【解析】【解答】解:解:(1)固定刻度读数为0.5mm+0.01×30.0=0.800mm,则此金属丝的直径为0.800mm.(2)根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数,可求出电路中需要的最大电阻为:
R= = Ω=15Ω,由于待测电阻电阻为3Ω,所以滑动变阻器应用R1
根据串分压原理,R= = =300Ω,故定值电阻R3
根据电阻定律,由
R= = =3.03Ω
故答案为:(1)0.800mm(2)①R1;R3 ②3.03
【分析】(1)千分尺固定刻度最小分度为1mm,可动刻度每一分度表示0.01mm,由固定刻度读出整毫米数包括半毫米数,由可动刻度读出毫米的小数部分.(2)根据闭合电路欧姆定律电路和电流表最小读数,可求出电路中需要的最大电阻,根据欧姆定律再进行求解.
25.【答案】B;D;E;如图 ;PTC;10.0;6.07
【知识点】描绘小灯泡的伏安特性曲线;电阻的测量
【解析】【解答】解:①由于实验要求电压从零调,所以变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器E以方便调节;
根据电源电动势为15V可知电压表应选D;
电压表的最小电压应为量程的 即5V,常温下热敏电阻的电阻为10Ω,所以通过热敏电阻的最小电流应为Im= A=0.5A,所以电流表应选B;②由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,又变阻器采用分压式接法,电路图如图所示:
③根据U=RI可知,图象上的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值大小,从图线Ⅰ可知电阻各点与原点连线的斜率逐渐增大,所以电阻随电压(温度)的增大而增大,即电阻是正温度系数,所以该热敏电阻是PTC;④在闭合电路中,电源电动势:E=U+Ir,由图2曲线II所示可知,电流为0.3A时,电阻R1两端电压为8V,电流为0.60A时,电阻R2两端电压为6.0V,则:E=8+0.3r,E=6+0.6r,解得:E=10.0V,r=6.67Ω;
联立以上两式解得:E=10.0V,r=6.07Ω
故答案为:①B,D,E;②如图③PTC④10.0,6.07
【分析】(1)明确实验要求电压从零调时,变阻器应采用分压式接法,应选择阻值小的变阻器以方便调节;应根据电源电动势的大小来选择电压表的量程;通过求出通过待测电阻的最小电流来选择电流表的量程.(2)根据待测电阻远小于电压表内阻可知电流表应用外接法.(3)关键是明确U﹣I图象中图线的点与原点连线的斜率等于待测电阻的阻值,通过比较斜率大小即可求解.(4)根据U﹣I读出R1和R2两端的电压,然后根据闭合电路欧姆定律列式求解即可.
26.【答案】(1)②、⑧
(2)刻度尺
(3)B;C
(4)0.1;0.36;0.43;0.35
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;匀变速直线运动规律的综合运用;用打点计时器测速度
【解析】【解答】(1)在探究小车速度随时间变化规律的实验中,具体的实验步骤为:①木板平放,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定,连接好电路,(此步骤所需器材带滑轮长木板、打点计时器、复写纸、导线)②穿纸带;挂钩码,(此步骤所需器材纸带、钩码、细绳)③先接通电源,然后放开小车,让小车拖着纸带运动,打完一条后立即关闭电源,(此步骤所需器材小车)④换纸带,加钩码,再做二次.⑤处理纸带,解出某位置的速度和运动过程的加速度.(在处理纸带时需要用刻度尺处理计数点之间的距离)从以上步骤可以看出实验中多余的是天平、秒表,即为②、⑧.(2)为达到实验目的,还需要的器材是:刻度尺;(3)A、打点计时器应固定在长木板上,在固定滑轮的另一端,故A错误;B、为了在纸带打更多的点,开始实验时小车应放在靠近打点计时器一端,故B正确;C、打点计时器在使用时,为了使打点稳定,同时为了提高纸带的利用率,使尽量多的点打在纸带上,要应先接通电源,再放开纸带,故C正确;D、钩码个数应适当,钩码个数少,打的点很密;钩码个数多,打的点少,都会带来实验误差,故D错误.(4)①相邻的两个计数点间的时间间隔为T=0.1s②根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:v1= = m/s=0.36m/s
v3= = m/s=0.43m/s
③根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x4﹣x2=2a1T2
x3﹣x1=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a= (a1+a2)
即小车运动的加速度计算表达式为:a=
解得:a=0.35m/s2
故答案为:(1)②、⑧;(2)刻度尺; (3)BC;(4)①0.1;②0.36,0.43; ③0.35.
【分析】(1、2)根据实验的步骤,结合实验的原理确定实验所需的器材,知道打点计时器使用的是交流电压,打点计时器可以测量时间,不需要秒表,在该实验中不需要测量小车的质量,不需要天平;(3)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程,结合注意事项:使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动,断开电源由此可正确解答.(4)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上1、3点时小车的瞬时速度大小.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
27.【答案】(1)外接;分压式
(2)解:如图
(3)大于
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:(1)因小灯泡标有“3V、0.6W”字样,其电阻R= =15Ω,因 << ,电流表应选外接法,根据闭合电路欧姆定律估算电路 = = Ω,显然滑动变阻器不能用限流式,应用分压式接法.(2)由(1)的分析要知,电路如图所示(3)灯泡电阻随温度的升高而增大;故发光较暗时,温度较高,电阻较小;
故答案为:(1)外接,分压式(2)如图(3)大于
【分析】(1)通过欧姆定律计算,滑动变阻器采用限流式电表会超出范围,所以滑动变阻器必须采用分压接法。根据大内小外的原则,判断电流表的接法。
(2)根据分析顺次画出电路图。
(3)注意温度对电阻的影响。
28.【答案】0.10;vC= ;0.25;a= ;0.40
【知识点】加速度;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;匀变速直线运动规律的综合运用;用打点计时器测速度
【解析】【解答】解:由于每相邻两个计数点间还有4个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T′=5T=0.10s,
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
vC= = = =0.25m/s
设0到A之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:x3﹣x1=2a1T2
x4﹣x2=2a2T2
为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值
得:a= (a1+a2)
即小车运动的加速度计算表达式为:a= = = m/s2=0.4m/s2
故答案为:0.10,vC= ,0.25,a= ,0.40.
【分析】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
29.【答案】(1)乙;接线柱接在直流电接线柱上;电压选择12V档
(2)0.48;;0.80
【知识点】加速度;刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;平均速度;用打点计时器测速度;运动学 v-t 图象
【解析】【解答】解:(1)图(b)为实验中所用打点计时器的学生电源,学生电源只能输出低压,则由学生电源可以判断该同学选用的是图(c)中的乙打点计时器.分析实验电路图可知,上述图(b)的安装中存在的错误有:①接线柱应接在交流电上②电压选择了12V档,应选择6V档;(2)①C点速度等于BD段的平均速度,xBC=4.38cm=0.0438m,xCD=5.20cm=0.0520m;
故vC= =0.48m/s;②由①同理可知,vB=0.40m/s;vE=0.64m/s,vF=0.69m/s;根据描点法可得出对应的图象如图所示;③根据图象可知,图象的斜率等于加速度,则a= = =0.80m/s2;
故答案为:(1)乙;①接线柱接在直流电接线柱上;②电压选择12V档;(2)①0.48;②如图所示;③0.80.
【分析】(1)根据打点计时器的工作电压进行选择;从而明确实验中出现的错误;(2)①根据平均速度公式可求得C点的速度大小;②根据平均速度法可得出各点的速度,再根据描点法可得出对应的图象;③根据图象的斜率可求得小车的加速度大小.
30.【答案】BECAD;匀减速;0.5;0.145
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;探究小车速度随时间变化的规律;用打点计时器测速度
【解析】【解答】解:①实验步骤的安排要符合逻辑,要符合事物发展的进程,一般都是先要安装器材,准备实验,然后进行实验的总体思路进行,
本着先安装器材,后进行实验的思路,如在该实验中,先固定长木板,安装打点计时器,准备完毕开始进行实验,注意要先打点后释放小车,做完一次实验要及时关闭电源,故正确的实验步骤是:BECAD.②图中连续3段位移为:1.20cm,1.70cm,2.20cm;
由于纸带右端与小车相连接,车向右运动,相邻的相等时间间隔内位移逐渐减小,是匀减速直线运动;③从刻度尺中可以得到sAB=1.20cm、sCD=2.20cm;
根据公式△x=aT2,有:
sAB﹣sCD=2aT2
故:a= = m/s2=0.5 m/s2
匀变速运动中平均速度等于中间时刻瞬时速度,故:
vB= = m/s=0.145m/s
故答案为:①BECAD; ②匀减速;③0.5;0.145.
【分析】实验步骤要符合事物发展逻辑,要有利于操作和减小实验误差,在明确实验原理的情况下奔着这个原则即可正确安排实验步骤;
匀变速运动中,相邻的相等时间间隔内位移之差为恒量,有公式△x=aT2;根据匀变速运动中平均速度等于中间时刻瞬时速度求解B点对应的速度.
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