题目内容

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，随温度的升高而减少。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：            

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接入如右图所示的电路中，当电阻R的阻值为R1= 2时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为R2= 3.6时，电流表的读数为0.80A。结合上表数据，求出电源的电动势为____V，内阻为____．（不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字）
④用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如图所示，则元件Z的直径是____  mm。
① A ②半导体材料 ③4.0  0.40  ④ 1.990

试题分析：①因为要测量小电阻，且要测量电压从零开始时的电流值，故选用电路A；②根据计算可知电阻值逐渐减小，所以元件Z是半导体材料；③当电流为1.25A时刻读出RZ1=0.8，则；当电流为0.8A时刻读出RZ2=1，则；联立解得：E=4.0V,r=0.40;④用螺旋测微器测得线状元件Z的直径1.5mm+0.01×49.0mm=1.990mm。
练习册系列答案
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（10分）待测电阻Rx的阻值约为20，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：
A．电流表A1（量程150mA，内阻约为10）
B．电流表A2（量程20mA，内阻r2＝30）
C．电压表V（量程15V，内阻约为3000）
D．定值电阻R0＝100
E．滑动变阻器R1，最大阻值为5，额定电流为1.0A
F．滑动变阻器R2，最大阻值为50，额定电流为0.5A
G．电源E，电动势E＝4V（内阻不计）
H．电键S及导线若干
（1）为了使电表调节范围较大，测量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，请从所给的器材中选择合适的实验器材     _______________________（均用器材前对应的序号字母填写）；
（2）根据你选择的实验器材，请你在虚线框内画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号；

（3）待测电阻的表达式为Rx＝________________，式中各符号的物理意义为_______________________。
在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3 V)和内电阻r”的实验时，部分器材参数如下：电压表(量程3 V)，电流表(量程0.6 A)，定值电阻R0(阻值为3 Ω)，滑动变阻器R(阻值约30 Ω)．
⑴小红按如图所示的电路图连接实物电路，在电路连接正确的情况下，当她闭合开关时发现电压表有示数，电流表没有示数，反复检查后发现电路连接完好，估计是某一元件断路，因此她拿来多用电表检查故障．她的操作如下：

a．断开电源开关S；
b．将多用表选择开关置于×1 Ω档，调零后，红黑表笔分别接R两端，读数为30 Ω
c．将多用表选择开关置于×100 Ω档，调零后，将红黑表笔分别接电压表两端，发现指针读数如图所示，则所测阻值为________ Ω，然后又将两表笔接电流表两端，发现指针位置几乎不变．由以上操作可判断发生断路故障的元件是_______  (填元件名称)

（2）请根据电路图把实物图没完成的连线连接好．
（3）在更换规格相同的元件后，她改变滑动变阻器的阻值，测出了6组对应的数据并在图象上描点如图所示，请在下图中继续完成图象；并根据图象可得该电池的电动势E＝________ V，电池内阻r＝________ Ω(小数点后保留两位数字)．
（4）用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是                                   ；测出的电动势E与真实值相比偏(选填“大”或“小”)         ；
（12分）在用电压表、电流表测两节干电池串联的电动势和内电阻时，除备有被测电池、电键和足量导线，还备有下列仪器可供选择：
A．电流表（0~0.6A）
B．电流表（0~3A）
C．电压表（0~3V）
D．电压表（0~15V）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（50Ω，1.5A）
（1）应该选用的仪器是（写出的字母）       ；
（2）一学生用以上仪器测得如下表所示数据，根据数据，在坐标轴上画出U－I图象；
实验次数
1
2
3
4
5
6
U（V）
2.70
2.50
2.30
2.00
1.80
1.62
I（A）
0.08
0.16
0.25
0.36
0.45
0.50

（3）从图中可得出电源电动势为     V，内电阻为     Ω（结果保留两位有效数字）。
某兴趣小组在一次实验中需测量一只量程已知的电压表的内阻，现提供如下器材：
①待测电压表一只（量程3V，内阻约3kΩ待测）;
②电流表一只（量程3A，内阻0．01Ω）;
③电池组（电动势约为3V，内阻不计）;
④滑动变阻器一个；
⑤变阻箱一个（可以读出电阻值，0－9999Ω）;
⑥开关和导线若干。
某同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
（1）该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小，你认为其中相对比较合理的是__________（填“甲”或“乙”）电路。

（2）用你选择的电路进行实验时，闭合电键S，改变阻值，记录需要直接测量的物理量： 电压表的读数和___________（填上文字和符号）；
（3）为方便计算电压表的内阻，需作出相应的直线图线，请从下面选项中选择适当的坐标______________。   
A．U—IB．U—（）C．（）—RD．U—R
（4）设该直线图像的斜率为k、截距为b，则用k、b表示出的电压表内阻的表达式RV＝_______________。
(1)（3分）某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图所示．请你简述接下来的测量操作过程：

①____________________________；
②_____________________________；
③___________________________；
④测量结束后，将选择开关旋到“OFF”档．
(2)（2分）接下来采用“伏安法”较准确地测量该电阻的阻值，所用实验器材如图所示．其中电压表内阻约为5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω.图中部分电路已经连接好，请完成实验电路的连接．

(3)（3分）图中是一个多量程多用电表的简化电路图，测量电流、电压和电阻各有两个量程．当转换开关S旋到位置3时，可用来测量________；当S旋到位置________时，可用来测量电流，其中S旋到位置________时量程较大．
某同学用电压表和电流表测量Rx的电阻，已知电压表内阻约3kΩ，电流表内阻约1Ω。
(1)某同学用如图甲所示电路测量电阻Rx，Rx的测量值比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”)；若被测电阻Rx的阻值约为10Ω，应采用图______(选填“甲”或“乙”)所示由路误差会比较小。

(2)无论是用图甲还是图乙所示电路测量，都不可避免地会产生由电表内阻引起的系统误差。某学习小组设计了以下方案，以避免电表内阻引起的系统误差。该方案利用图丙所示的电路进行测量，主要实验步骤如下：
第一步：将单刀双掷开关S2接2，闭合开关S1，调节滑动变阻器Rp1和Rp2，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U1、I1
请你写出第二步操作步骤，并说明需要记录的数据；______________
用测得数据计算被测电阻阻值的计算式是Rx=____________________。
简要说明此实验方案为什么能避免由电表内阻引起的实验误差。_______.。
(10分）某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A.电流表G(内阻Rg=99Ω，满偏电流Ig=3mA)
B.电流表A(内阻约为0.2Ω，量程为0?0.6A)
C.螺旋测微器
D.阻箱R0(0 -9999Ω, 0.5A)
E.滑动变阻器R（5Ω，2A)
F.干电池组（6V，0.05Ω)
G.一个开关和导线若干
他进行了以下操作：
(1)用多用电表粗测金属丝的阻值：当用“x10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“x1Ω”或“x100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图1所示，则金属丝的阻值约为______Ω。

(2)该同学为了较精确测量金属丝的阻值，设计了如图2实验电路，其中将电流表G 与电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表，则电阻箱的阻值应调为R0=______Ω。
请根据提供的器材和实验需要，将该同学设计的电路图补画完整。
(3)实验数据的测量与电阻率的计算，如果金属丝的长度用L表示，直径用d表示， 电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1,，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量写出计算金属丝电阻率的表达式______。
某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。
（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。

（2）以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整：
A．调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
B．将        放在转换器上，记下输出电压U0；
C．将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；
（3）根据以上测量，可求出：比例系数k=      ，待测物体的质量m=      。
（4）请设想实验中可能会出现的一个问题：                              。

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