3.(2012·广东卷)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图(a)和图(b)所示,长度为___cm,直径为___mm。
2)按图(c)连接电路后,实验操作如下:
a)将滑动变阻器r1的阻值置于最___处(填“大”或“小”);将s2拨向接点1,闭合s1,调节r1,使电流表示数为i0;
b)将电阻箱r2的阻值调至最___填“大”或“小”);s2拨向接点2;保持r1不变,调节r2,使电流表示数仍为i0,此时r2阻值为1280ω;
3)由此可知,圆柱体的电阻为。
答案] (1)5.01 5.316(5.310~5.320) (2)(a)大 (b)大 (3)1280
解析] (1)游标卡尺的精度为0.1mm,所以l=(50+1×0.1)mm=5.
01cm,螺旋测微器的读数为d=(5+31.6×0.01)mm=5.
316mm。
2)为了保护电流表,在接通电路之前,要使电路中的总电阻尽可能大,然后慢慢减小电路中的电阻。
4.(2012·深圳一调)有一个额定电压为2.8v,功率约为0.8w的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的i-u图象,有下列器材供选用:
a.电压表(0~3v,内阻6kω)
b.电压表(0~15v,内阻30kω)
c.电流表(0~3a,内阻0.1ω)
d.电流表(0~0.6a,内阻0.5ω)
e.滑动变阻器(10ω,2a)
f.滑动变阻器(200ω,0.5a)
g.蓄电池(电动势6v,内阻不计)
1)用如图所示的电路进行测量,电压表应选用___电流表应选用___滑动变阻器应选用___用序号字母表示)
2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图象可求得此灯泡在正常工作时的电阻为。
3)若将此灯泡与电动势6v、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为___的电阻。
答案] (1)a d e (2)10 (3)11
解析] 由题中分压外接电路及测量数据可知电压表应选择a,电流表应选择d,滑动变阻器应选择e;由灯泡伏安特性曲线找到2.8v时小灯泡的实际电流,由r=可求得电阻;若将小灯泡与6v电源连接,由ul=e-r1,可解得r1。
5.为测量一定值电阻rx(约15~20ω)的阻值,实验室提供的主要器材如下:
电池组e(电动势约3v)
电流表(量程0~0.6a)
电压表(量程0~3v)
电阻箱r(阻值范围0~999.9ω)
为使测量尽可能准确,某同学用图甲所示电路进行测量。闭合开关,调节电阻箱r的值,读出电阻箱的阻值r及对应电表、的示数,i、u,所得数据如下表所示:
完成下列问题:
1)请用笔画线代替导线,将图乙中实物连成实验电路;
2)将电流表、电压表视为理想电表,则电流表的示数i、电压表的示数u、电阻箱的阻值r及待测电阻rx四个物理量之间满足的关系式是___
3)根据表中给出的数据,在图丙给出的坐标系中作出-图象;
4)由作出的-图象,可求得电阻rx的测量值为rx保留3位有效数字)。
答案] (1)如图1所示。
3)如图2所示。
解析] (1)根据原理图连接实物图,这里要注意电表的正进负出以及把导线接在电阻箱接线柱上;rx与r并联,则u=i,整理可得=+。
2)根据数据描点连线,注意让尽可能多的点落在图象上,不能落在图象上的点分布在图象两侧,个别点偏离太大则舍弃不用。
3)由表达式=+结合图象可知,截距为=0.062ω-1,则rx=16.1ω。
6.(2012·东北三校二模)有一个额定电压为10v、额定功率在10~15w之间的用电器l(该用电器在电路中可用电阻符号表示),为了测定它的额定功率,现有下面器材可供选用:
a.电动势为3v、15v、50v的直流电源各一个(内阻均不计)
b.三种规格的滑动变阻器各一个:r1(规格为0~5ω 3a)、r2(规格为0~15ω 2a)、r3(规格为0~50 ω 1 a)
c.量程分别为0~0.6a、0~3a内阻可忽略的双量程直流电流表一只。
d.量程为0~3v、内阻为2kω的直流电压表一只。
e.阻值为r1=2kω、r2=6kω、r3=20kω的定值电阻各一个(实验中只能选用一个)
f.开关一个,导线若干
利用上述仪器,为使测量尽可能准确、方便,并使耗电功率最小,请回答:
1)应该选择的滑动变阻器是。
2)应该选择的电流表量程是。
3)画出测量电路图。
4)若电表的指针如图所示,由此可求得该用电器额定功率p=__w(结果保留三位有效数字)。
答案] (1)r2 (2)0~3a (3)如图所示 (4)12.0
解析] 由p=ui得,用电器l的最大电流为1.5a,又由rl=得:用电器l的最大电阻为10ω,为了测量方便和安全,滑动变阻器选用r2,电流表选用0~3a,由于选用的滑动变阻器最大阻值为15ω,而电路又无特殊要求,则电路选用限流供电,而电压表的量程较小,需要改装电压表,r2与电压表串联测电压,由串并联电路特点,=,u0=12v ,由于电流表的内阻可以忽略,电流表内接。
电路图如图所示。电压表的读数为2.5v,经计算可知用电器l两端的电压ul=10v,电流表的读数为1.
2a,则p=uli=12.0w。
7.(2012·江苏三校联考)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表g1的内阻r1的电路如图所示.供选择的仪器如下:
待测电流表g1(0~5ma,内阻约300ω);
电流表g2(0~10ma,内阻约100ω);
定值电阻r1(300ω);
定值电阻r2(10ω);
滑动变阻器r3(0~1000ω);
滑动变阻器r4(0~20ω);
干电池(1.5v);
电键s及导线若干。
1)定值电阻应选___滑动变阻器应选在空格内填写序号)
2)用连线连接实物图。
3)补全实验步骤;
按电路图连接电路,将滑动触头移至最___端(选填“左”或“右”);
闭合电键s,移动滑动触头至某一位置,记录g1、g2的读数i1、i2;
多次移动滑动触头,记录相应的g1、g2读数i1、i2;
以i2为纵坐标、i1为横坐标,作出相应图象,如图所示。
4)根据i2-i1图象的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式。
答案] (1)③ 2)如图。
3)①左 (4)r1=(k-1)r1
解析] 根据实验原理,待测电阻r1=r,因为两电流表的量程之差与待测电流表的量程相当,所以与g1并联的定值电阻的阻值与r1差不多,约为300ω,可以使g1示数有较大范围变化减小误差,故定值电阻选r1;滑动变阻器用的是分压式接法,应选用阻值较小的变阻器,选r4。由r1=r1=(-1)r1,解得r1=(k-1)r1。
8.(2012·广东深圳一模)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,提供的实验器材有:
a.小灯泡(额定电压为3.8v,额定电流约为0.3a)
b.电流表a(0~0.6a,内阻约为0.5ω)
c.电压表v(0~6v,内阻约为5kω)
d.滑动变阻器r1(0~10ω,2a)
e.滑动变阻器r2(0~100ω,0.2a)
f.电源(6v,内阻不计)
g.开关及导线若干。
1)实验中滑动变阻器选___选填“r1”或“r2”)。
2)该同学设计了实验测量电路,通过改变滑动变阻器滑片的位置,使电流表的读数从零开始变化,记录多组电压表的读数u和电流表的读数i。请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整。
3)该同学根据实验数据作出了如图乙的u-i图象,根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而___选项“增大”“减小”或“不变”)。
答案] (1)r1 (2)如图所示 (3)增大。
解析] (1)实验采用滑动变阻器的分压式调控, 滑动变阻器应选r1。
2)电流值和电压值从0开始可调,待测电阻的最大阻值rx=ω≈13ω,且rx<,电流表采用外接法。
3)由u-i图象, 小灯泡的电阻rx=随着电流的增大而增大。
一、选择题。
2.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差,又直观、简便的方法是( )
a.测出两组i、u的数据,代入方程组e=u1+i1r和e=u2+i2r,求出e、r
b.多测几组i、u的数据,求出几组e、r,最后分别求出其平均值。
c.测出多组i、u的数据,画出u-i图象,再根据图象求出e、r
d.测出多组i、u的数据,分别求出i和u的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即为电动势e,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
答案] c解析] 测出多组i、u的数据,画出u-i图象可消除某次测量不准造成的偶然误差,选c。
3.(2011·东北三校模拟)关于多用电表的使用,下列操作正确的是___
a.测电压时,应按图甲连接方式测量。
b.测电流时,应按图乙连接方式测量。
c.测电阻时,应按图丙连接方式测量。
d.测二极管的正向电阻时,应按图丁连接方式测量。
答案] bd
解析] 测电压时,红表笔应接电势高的点,黑表笔应接电势低的点,所以a错,同理b对;测电阻时,应将电阻从电路中断开,c错;由于黑表笔接的是内部电源的正极,所以测二极管的正向电阻时,黑表笔应接二极管的正极,应按图丁连接方式测量,d正确。
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