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16.(13分)某实验小组利用下列的电学实验器材探究一段某种导电材料的电阻.
器材:电流表A(0.6A/3A,内阻小于0.1Ω),电压表V(3V/15V,内阻大于9kΩ),
学生电源E(3V直流电源),变阻器R(最大阻值为25Ω),
定值电阻R0(100Ω),开关K和导线若干.
该小组大约每隔2分钟测量一组数据,下面是他们记录的实验数据及作出电阻的U-I图线:
| 序号 | 电压表示数/V | 电流表示数/A |
| 1 | 0.40 | 0.04 |
| 2 | 0.80 | 0.10 |
| 3 | 1.20 | 0.22 |
| 4 | 1.40 | 0.30 |
| 5 | 1.60 | 0.40 |
| 6 | 1.80 | 0.56 |
(1)在方框内画出该小组实验的电路图.
(2)分析该小组所画出的U-I图线弯曲的主要原因.
(3)比较该小组的电阻测量值R测与真实值R真的大小关系并说明产生此误差的原因.
(4)该小组用多用表的“×10”欧姆挡试测这段材料在常温下的电阻,操作步骤正确,发现表头指针偏转的角度很大.为了准确地进行测量,应换到 档.如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么欠缺的步骤是: ,补上该步骤后,表盘的示数如图所示,则该材料的电阻是 Ω .
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(2)无论是用甲图或乙图测量,都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差,有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案:
Ⅰ.第一组利用如图丙的电路进行测量,主要实验步骤如下:
第一步:将电键S2接2,闭合电键S1,调节滑动变阻器RP和RW,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.
①请你写出接着的第二步,并说明需要记录的数据:
②由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx=
③简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差
Ⅱ.第二组同学利用如图丁的电路测量,其中R1 是电阻箱,已知R2=72Ω、R3=100Ω.合上S,当R1未调至图中所示阻值时,灵敏电流计G的指针会偏转,将R1调至如图中所示时,灵敏电流计的指针回到零位.
①在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图.
②读出图中电阻箱的阻值R1=
(1)要用伏安法测量Rx的电阻,已知电压表内阻约几kΩ,电流表内阻约1 Ω,若采用甲图的电路,Rx的测量值比真实值 (选择“偏大”或“偏小”),若Rx约为10 Ω应采用 (选“甲图”或“乙图”)的电路,误差会比较小.?
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(2)无论是用甲图或乙图测量,都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差,有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案:
Ⅰ.第一组利用如图丙的电路进行测量,主要实验步骤如下:? .
第一步:将电键
接2,闭合电键
,调节滑动变阻器
和
,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
、
.?
①请你写出接着的第二步,并说明需要记录的数据: .?
②由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx = .?
③简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差 .?
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丁
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Ⅱ.第二组同学利用如图丁的电路测量,其中R1是电阻箱,R2=72 Ω、
=100 Ω.合上
,当R1未调至图中所示阻值时,灵敏电流计
的指针会偏转,将R1调至如图中所示时,灵敏电流计的指针回到零位.?
①在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图.?
②读出图中电阻箱的阻值为R1=? Ω,算出待测电阻的值R2=? Ω.?
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(2)无论是用甲图或乙图测量,都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差,有两个研究性学习小组分别设计了以下的实验方案:
Ⅰ.第一组利用如图丙的电路进行测量,主要实验步骤如下:
第一步:将电键S2接2,闭合电键S1,调节滑动变阻器RP和RW,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.
①请你写出接着的第二步,并说明需要记录的数据:______.
②由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx=______.
③简要分析此实验方案为何能避免电表内阻引起的实验误差______.
Ⅱ.第二组同学利用如图丁的电路测量,其中R1 是电阻箱,已知R2=72Ω、R3=100Ω.合上S,当R1未调至图中所示阻值时,灵敏电流计G的指针会偏转,将R1调至如图中所示时,灵敏电流计的指针回到零位.
①在答卷的方框内画出与图丁对应的电路图.
②读出图中电阻箱的阻值R1=______Ω,算出待测电阻的值Rx=______Ω.
用游标为20分度的卡尺测量一工件的直径,测量结果如图b所示,此工件的直径为
(2)关于高中物理分组实验以下说法正确的是
A.验证平行四边形定则的实验中两个力的夹角越大越好
B.验证机械能守恒定律的实验中必须测出物体的质量
C.验证碰撞中的动量守恒实验中两球的大小必须相等
D.用单摆测重力加速度的实验要测出钢球的直径
E.研究平抛运动实验中斜槽的摩擦会增大测量的误差
(3)在完成将灵敏电流表改装成电压表的实验中:甲同学要把一个量程为100μA的灵敏电流表G,改装成量程是3V的电压表.
①他按图l所示电路、用半偏法测定电流表G的内电阻rg,为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用
电阻器R2应选用
A.电源(1.5V) B.电源(4.5V)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.滑动变阻器(0~2000Ω)
E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5kΩ)
F.电位器(0~50kΩ)
②该同学按实验步骤完成实验后,若所得的R1的阻值为200.0Ω,则图l中被测电流计G的内阻rg的测量值为
③给电流计G
④最后,该同学将一标准表和改装表进行校对,请在图2中补充完成该校对电路的实物连线.
⑤若乙同学在测电流计G的内阻时,对半偏法进行了少许改动,调节R2使G满偏后,闭合S1调节R1使电流表指针指到满量程的五分之四,最终计算得电流计内阻为201.2Ω,试分析哪位同学的测量结果更接近电流计内阻的真实值