题目内容
【题目】有一根长陶瓷管,表面均匀地镀有一层很薄的电阻膜,管的两端有导电箍M和N,如图1所示。用多用表电阻挡测得MN间的电阻膜的电阻约为100Ω,陶瓷管的直径远大于电阻膜的厚度。某同学利用下列器材设计了一个测量该电阻膜厚度d的实验。
A.米尺(最小分度为mm);
B.游标卡尺(游标为20分度);
C.电流表A1(量程0~30mA,内阻约1);
D.电流表A2(量程0~100mA,内阻约0.3);
E.电压表V1(量程3V,内阻约3k);
F.电压表V2(量程15V,内阻约15k);
G.滑动变阻器R1(阻值范围0~10,额定电流1A);
H.滑动变阻器R2(阻值范围0~1.5K,额定电流0.01A);
I.电源E(电动势6V,内阻可不计);
J.开关一个,导线若干。
①他用毫米刻度尺测出电阻膜的长度为l=10.00cm,用20分度游标卡尺测量该陶瓷管的外径,其示数如图2所示,该陶瓷管的外径D=_______cm
②为了比较准确地测量电阻膜的电阻,且调节方便,实验中应选用电流表_______,电压表_______,滑动变阻器_______。(填写器材前面的字母代号)
③在方框内画出测量电阻膜的电阻R的实验电路图______________。
④若电压表的读数为U,电流表的读数为I,镀膜材料的电阻率为,计算电阻膜厚度d的数学表达式为:d=___________(用所测得的量和已知量的符号表示)。
⑤常用的金属膜电阻的阻值小到几欧,大到几万欧,应用十分广泛。例如我们经常在电源插座上看到指示灯,其中就用到了这种电阻。根据下面的电路原理图,请你判断这里使用的电阻较小还是较大,并说明你判断的依据______________。
【答案】0.820cm C E G 此电阻阻值较大。因为二极管和电阻所在支路是与插座并联的,两端的电压为220V。而发光二极管仅作为指示灯,其工作功率一定很小,电流一定很小,因此需要一个较大阻值的电阻与二极管串联
【解析】
①[1]由图示游标卡尺可知,主尺示数为,游标尺示数为
②[2][3][4]电路最大电流约为
则电流表应选C,电源电动势为6V,则电压表应选E,为方便调节,滑动变阻器采用分压接法,滑动变阻器应选G;
③[5]待测电阻阻值远大于滑动变阻器阻值,滑动变阻器应采用分压接法,待测电阻阻值远大于电流表内阻,电流表应采用内接法,实验电路图如图所示;
④[6]待测电阻阻值
由电阻定律得
可得电阻膜厚度
⑤ [7][8]此电阻阻值较大。因为二极管和电阻所在支路是与插座并联的,两端的电压为220V。而发光二极管仅作为指示灯,其工作功率一定很小,电流一定很小,因此需要一个较大阻值的电阻与二极管串联。
【题目】影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小。某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律:
(1)他们应选用下图所示的哪个电路进行实验?答:(____)
A. B.
C. D.
(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示。根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:___________________;
U(V) | 0 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 |
I(A) | 0 | 0.20 | 0.45 | 0.80 | 1.25 | 1.80 | 2.81 | 3.20 |
(3)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时, 电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A 。结合上表数据,求出电池的电动势为____V,内阻为____Ω。(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)