题目内容
(8分)实验室中测量某一电阻的阻值。
(1)选用“×l0”的电阻挡,正确操作后,该电阻的示数如图,则该R约为 Ω;
(2)某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测电阻R 直流电源E(电动势4 V,内阻不记)
电流表A1(量程0~4 mA,内阻约50Ω ) 电流表A2(量程0~10 mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0~3 V,内阻约10kΩ) 电压表V2(量程0~l5 V,内阻约25kΩ)
滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S,导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,应选择的器材有待测电阻R、电源E、开关、导线以及 (填仪器符号);
(3)请在答题卡线框内画出测量的电路图.
(1)240Ω;(2);(3)电路如图。
解析试题分析:(1)由表盘的指针位置可直接读数得24,所以其电阻值为24×10Ω=240Ω;
(2)如果电源电压直接加在被测电阻上,通过电阻的电流大约是I=≈16mA,故采用分压式连接电路时,通过调节加在被测电阻上的电压可以让电流在10mA以内,而A1的量程是4mA,太小了,故我们选择电流表A2;然后再选择电压表,当通过电阻的电流为10mA时,电阻两端的电压才是U=10mA×240Ω=2.4V,故我们选择3V量程的电压表V1测量时会更精确一些;滑动变阻器在选择时应该尽量选用阻值较小的,以便于调节,故选择R1;
(3)为了测得多组数据,采用分压式较好,由于电流表的内阻相对于被测电阻而言差别不太大,故采用电流表外接的方式可以减小系统误差,设计的电路图如图所示。
考点:欧姆表的读数,伏安法测电阻。
(10分)利用如图甲所示的电路测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20 Ω。带有刻度尺的木板上有a和b两个接线柱,把电阻丝拉直后固定在接线柱a和b上。在电阻丝上夹上一个带有接线柱c的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0 V,内阻约1 Ω);
电流表A1(量程0~100 mA,内阻约5 Ω);
电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约0.2 Ω);
电阻箱R(0~999.9 Ω);
开关、导线若干。
实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径; |
B.将选用的实验器材,按照图甲连接实验电路; |
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大; |
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,闭合开关,调整电阻箱的阻值,使电流表满偏,然后断开开关。记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L; |
F.断开开关,整理好器材。
①某次测量电阻丝直径d时,螺旋测微器示数如图乙所示,则d=________mm;
②实验中电流表应选择______(填“A1”或“A2”);
③用记录的多组电阻箱的阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图丙所示的R–L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,写出电阻丝的电阻率表达式ρ=________(用给定的物理量符号和已知常数表示)。
④本实验中,电流表的内阻对电阻率的测量结果________影响(填“有”或“无”)。
为测定某电源内阻r和一段电阻丝单位长度的电阻R0,设计如图所示的电路。ab是一段粗细均匀的电阻丝,R是阻值为2Ω的保护电阻,电源电动势为6V,电流表内阻不计,示数用I表示,滑动片P与电阻丝有良好接触, aP长度用L表示,其它连接导线电阻不计。实验时闭合电键,调节P的位置,将L和与之对应的I数据记录在下表。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
L(m) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
I(A) | 1.78 | 1.39 | 1.14 | 0.97 | 0.84 |
1I(A-1) | 0.56 | 0.72 | 0.88 | 1.03 | 1.19 |
(2)写出1/I-L的关系式,式中涉及到相关物理量用字母表示(E、r、R、R0)________________
(3)从图中根据截距和斜率,求出该电源内阻r为_______Ω;该电阻丝单位长度的电阻R0为_________Ω/m。(结果保留两位小数)