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MN,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030mA,内阻约1)

D.电流表A2(量程0100mA,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010,额定电流1A)

H.滑动变阻器R2(阻值范围01.5K,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]由图示游标卡尺可知,主尺示数为,游标尺示数为

[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

[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;

[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。

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