题目内容
(7分)在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验室备有下列器材选用:
A.干电池(电动势E约1.5V,内电阻r约1.0Ω)
B.电流表G(满偏电流2.0mA,内阻Rg=10Ω)
C.电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.5Ω)
D.滑动变阻器R(0~20Ω,10A)
E.定值电阻R0(阻值990Ω)
F.开关和导线若干
两组同学分别采用了不同实验方案进行实验:
(1)一组同学设计的实验电路如图所示,并利用以上器材正确连接好电路,进行了实验测量。根据他们的实验设计,完成下列问题:闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端P至某一位置,记录电流表G的示数I1和电流表A的示数I2。多次改变滑动端P的位置,得到多组数据。在图所示的坐标纸上建立I1、I2坐标系,并已标出了与测量数据对应的5个坐标点。还有一组数据如图的电表所示,请依据所标各点标在图中描绘I1-I2图线。
利用所画图线求得电源的电动势E= V,电源的内电阻r = Ω。(结果要求保留两位小数)
(2)另一组同学采用滑动变阻器和一个多用电表来测定电池的电动势和内阻。实验原理如图所示。当变阻器为某一阻值时,用多用电表的直流电压挡测出变阻器两端的电压U,再卸去变阻器一个接线柱的导线,把多用电表串联在电路中,用直流电流挡测出通过变阻器的电流I。随后改变变阻器的电阻,重复上述操作,获得多组U、I数据,并计算得出实验结果。这个实验方案在测量原理上的主要缺点是 。
(1)见下图(2分); 1.48±0.01 (2分); 0.59±0.02 (1分)
(2)将路端电压和电流分两次测量。 (2分)(说明:表达出测量的电流、电压不是同一个状态即可得分)
解析试题分析:(1)路端电压,干路电流为,根据路端电压,即,所以为一条倾斜的直线。连接如图。扩大1000倍即路端电压,图像中的单位为mA,那么扩大1000倍,把单位换位v即可转换为图像,那么与纵轴的截距即电源电动势,,斜率即内阻。
(2)实验设计先测出电路路端电压,然后把多用电表串联到电路再测量电流,可能电流已经不是测量电压时那个电流了。
考点:测定一节干电池的电动势和内电阻的实验设计分析
(8分)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻Rx,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(1)从图中读出金属丝的直径为 mm。
(2)为此取两节新干电池、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表0~3 V,内阻10 kΩ |
B.电压表0~15 V,内阻50 kΩ |
C.电流表0~0.6 A,内阻0.05 Ω |
D.电流表0~3 A,内阻0.01 Ω |
F.滑动变阻器,0~100 Ω
①要求较准确地测出其阻值,电流表应选_______,滑动变阻器选 (填序号)
②实验中实物接线如图所示,发现有两处错误,请指出其中最明显的一处错误.
______________________________
(16分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值)
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.10 | 0.30 | 0.70 | 1.00 | 1.50 | 1.70 | 2.30 |
I/A | 0.020 | 0.060 | 0.160 | 0.220 | 0.340 | 0.460 | 0.520 |
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)。
A.1×10-2Ωm B.1×10-3Ωm C.1×10-6Ωm D.1×10-8Ωm
(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项)。
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用U─I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差