“伏安法”测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在误差,而按如下图所示电路进行测量,则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除。

①请你简要写出还未完成的主要操作步骤,并用字母表达出相应的测量值。

a.闭合电键S1,电键S2接2,调节RpRp′,使电压表读数接近满量程,读出电流表和电压表读数I2V2

b.保持Rp不变                           

②请你推导出待测电阻Rx的表达式;    

③用线把实物图按电路图连成测量电路。

16.(2009年广东物理)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。

(1)他们截取了一段金属丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在金属丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材,设计实验电路,并连接电路实物图14。

(2)实验的主要步骤如下:

①正确连接电路,设定电阻箱的阻值,开启电源,合上开关;

②读出电流表的示数,记录金属夹的位置;

③断开开关,______________,合上开关,重复②的操作。

(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据,并据此绘出图15的关系图线,其斜率为_____________A-1m-1(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了___________________的电阻之和。

(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图16所示。金属丝的直径是_______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是____________,其数值和单位为_______________(保留三位有效数字)。

答案:(1)

 

(2)改变金属夹的位置

(3)10.7;电源内电阻与电阻箱

(4)0.200mm;金属丝的电阻率;

[解析]依据实验器材和实验目的测量金属丝的电阻率,电路图如图所示;电路实物图如图所示,依据闭合电路欧姆定律得,参照题目给出的图像可得,可见直线的斜率,可知斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是金属的电阻率,其数值和单位为1.54×10-7Ω·m;依据直线可得其斜率为1.63A-1·m-1,截距为,则图线纵轴截距与电源电动势的乘积为();金属丝的直径是0.200mm。

某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为        mm;

(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为     mm;

(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为        Ω。

(4)该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:

待测圆柱体电阻R

电流表A1(量程0-4mA,内阻约50Ω)

电流表A2(量程0-10mA,内阻约30Ω)

电压表V1(量程0-3V,内阻约10kΩ)

电压表V2(量程0-15V,内阻约25kΩ)

直流电源E(电动势4V,内阻不计)

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,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。

(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ      。(保留2位有效数字)

答案:(1)50.15

(2)4.700

(3)220

(4)如右图

(5)

下图是用来测量未知电阻的实验电路的实物连线示意图,图中是待测电阻,阻值约为几是电池组,电动势6V,内阻不计;V是电压表,量程3V,内阻是电阻箱,阻值范围0-9999;是滑动变阻器,是单刀单掷开关。

主要的实验步骤如下:

   a.连好电路后,合上开关,调节滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为3.0V.

   b.合上开关,断开开关,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使得电压表的示数为1.5V.

   c.读出电阻箱的阻值(阻值箱的旋钮位置如图所示),并计算求得未知电阻

   d.实验后整理仪器.

①根据实物线示意图,在虚线框内画出实验的电路图,图中标注元件的符号应与事物连接图相符.

②供选择的滑动变阻器有:

滑动变阻器A;最大阻值100,额定电流0.5A;滑动变阻器:最大阻值20,额定

电流1.5A为了使实验的系统误差尽量小,实验应选用的滑动变阻器是_________(填

代号).

③未知电阻=_______________(保留2位有效数字)

④测量值与真实值比较,测量值比真实值___________.(填“偏大”、“相等”或“偏小”)

答案.

① 如图     (5分)

②  B      (2分)                或

③  2.6×103Ω   (3分)

④  偏大     (2分)

19.理论分析可得出弹簧的弹性势公式(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧长度的变化量)。为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的实验:

    ①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长d。

②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直在套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H。

③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙的实验:交过根弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直的墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。

(1)A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量?请用m、d、g表示所求的物理量­

­­­­­­­­­­­

__________________________________________________

(2)如果成立,那么A同学测出的物理理x与d、H的关系式是:x=__________________,B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是:x=________________________

(3)试分别分析两位同学实验误差的主要来源_________________________________________________。

(1)确定弹簧的劲度系数k                      

                                      

  (2)                                

                                        

  (3)A同学实验时,不易精确确定小球上升的最大高度,

    而且小球上升时有可能与塑料管内壁接触,产生摩擦从而带来实验误差。

    B同学实验时,小铁球与桌面之间的摩擦会给实验带来误差。

 0  138518  138526  138532  138536  138542  138544  138548  138554  138556  138562  138568  138572  138574  138578  138584  138586  138592  138596  138598  138602  138604  138608  138610  138612  138613  138614  138616  138617  138618  138620  138622  138626  138628  138632  138634  138638  138644  138646  138652  138656  138658  138662  138668  138674  138676  138682  138686  138688  138694  138698  138704  138712  447348 

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