9.6实验基础选仪器与连电路(含解析)

班级:( )班 学号:后两位( ) 姓名:
9.6实验基础选仪器与连电路
1.为了测量一段均匀材料制成的圆柱体的电阻率(电阻在200~250Ω之间),现给定电压表V(量程6V、内阻约为5kΩ)、电流表A(量程30mA、内阻约为40Ω)、滑动变阻器R(0-15Ω)、电源(E=6V)、开关S及导线若干。
(1)如图甲,测量圆柱体电阻Rx的电路图应选________(选填“a”或“b”)。
(2)用笔画线代替导线,连接好图乙中的电路。
(3)如图丙所示中的6个点分别表示实验中测得的电压表和电流表6组U、I的值,试根据图丙求出圆柱体电阻Rx=________Ω(结果保留到个位数)。
(4)用游标卡尺测得该圆柱体的长度l=11.08mm,用蜗旋测微计测圆柱体的直径d=2.000mm。
(5)由以上数据求出ρ=________Ω·m(保留两位有效数字)。
2.电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如图甲所示,可知其直径______mm;用游标卡尺测其长度,示数如图乙所示,可知其长度为______mm。
(2)用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围,2.0A)
D.直流电源(电动势为3V) E.开关 F.导线若干
在下面方框中画出该实验的电路图,并在左图中完成连接。
(3)该同学正确连接电路,所有操作都正确,则测出的电阻______真实值(填“大于”“小于”或“等于”),该误差的来源是______,这种误差属于______误差。
(4)实验测出圆柱体的电阻为,圆柱体横截面的直径为,长度为,则圆柱体电阻率为______。(用、、表示,单位均已为国际单位)
3.做“测量金属丝的电阻率”实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,示数如图所示,则金属丝直径的测量值d=_______cm。
(2)在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题:
①如何选择电流表的接法?
如图所示,某同学采用试触的方法,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化,而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表_______(填写“内接”或“外接”)的电路。
②如何选择滑动变阻器的接法?
已知待测金属丝的电阻约为20Ω,实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω,电源电动势为3V,需要选择滑动变阻器的_____________(填写“分压式”或“限流式”)接法。
4.先要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻,其阻值约在10Ω~20Ω之间,
(1)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为___________mm。
(2)使用多用电表测量导体的电阻Rx,操作步骤如下:请选择合理的步骤并按顺序填写在横线的空白处:_____________________。
A.转动选择开关置于“×1”挡
B.转动选择开关置于“×10”挡
C.转动选择开关置于“OFF”挡
D.将两表笔分别接触Rx两端,读出Rx的阻值后随即断开
E.将两表笔短接,调节调零旋钮,使指针指在零刻度线右端的“0”刻度
(3)通过多用表测导体的电阻,如图甲所示可知导体的电阻为___________Ω。
为了更准确的测量导体的电阻Rx,现准备了下列的一些实验器材
A.电压表V1(量程0~3V,内阻20kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻80kΩ)
C.电流表A1(量程0~200mA,内阻20Ω)
D.电流表A2(量程0~3A,内阻4Ω)
E.滑动变阻器R2(最大值为10Ω,额定电流为1A)
F.直流电源E(电动势6V,内电阻约为0.5Ω)
G.电键一个,导线若干
H.待测电阻Rx
(4)为了尽量减小误差,则电流表应选择(填字母代号)___________,电压表应选择(填字母代号)___________。
(5)本实验要求从0开始取数据,请你根据自己设计电路图进行实物连线,要求连线不能交叉___________。
(6)为了保护用电器,在接通电路之前,滑动变阻器滑动头P应置于___________。(填写“最左端”或者“最右端”)
5.某班级物理学习小组的同学们准备测量电阻大约50Ω的某金属丝阻值的准确值,实验室提供了如下器材:
A.直流电源E(电动势约5V,内阻不计);
B.电压表V1(量程0~5V,内阻r1约10kΩ);
C.电压表V2(量程0~3V,内阻r2=1000Ω)
D.电流表A(量程0~0.6A,内阻r3约1Ω)
E.定值电阻,阻值R0=25Ω
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~500Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流2.0A)
H.开关S一个,导线若干。
①甲同学先进行电流表(量程选0-0.6A)和电压表(量程选0-3V)的读数练习,则其正确的读数分别为_____A; ______V。
②乙同学设计了如图所示电路,但发现电压表V2的可用范围较小,为了较准确的测量该金属丝电阻Rx,要求两只电表的读数都不小于其量程的1/3,并能测量多组数据,请你在虚线框内画出改进后的测量原理电路图,并在图中标注所选器材的符号。( )
③改进后按电路图连接实物并进行实验,某次测量时,电压表V1的读数为U1,电压表V2的读数为U2,这段电阻丝的长度为L,直径为d,则这段金属丝的电阻率的表达式ρ=_______。(用题中已知物理量符号表示)
6.某探究小组要测量某一电阻Rx的阻值,给定的器材有:
电流表A(量程l0mA,内阻RA=10Ω);
电压表V(量程3V,内阻约为4kΩ);
直流电源E(电动势约3V,内阻约0.1Ω);
待测电阻Rx约300Ω;
滑动变阻器R(最大阻值约20Ω);
开关S及导线若干。
实验要求:①方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据;②测量时两电表指针偏转均能够超过其满量程的一半。
(1)根据题目要求,电流表接法采用_______(填“内接法”或“外接法”),滑动变阻器接法采用_______(填“分压式”或“限流式”)。
(2)在下方左图的线框内画出测量电路的原理图_______。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出)
(3)根据你所画出的测量电路原理图,在下方右图所给的实物图上连线_______。
(4)闭合开关S,电路接通后,把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置,若此时电压表读数为U,电流表读数为I,则待测电流表的内阻Rx=____。
7.某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验,有下列器材供选用。
A.待测电阻Rx(约300Ω)
B.电压表V(3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A1(10mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(20mA,内阻约5Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A)
G.直流电源E(3V,内阻约1Ω)
H.开关、导线若干
(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择_______(填“A1”或“A2”);滑动变阻器应选择_______(填“R1”或“R2”);请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图________。
(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如上图所示的测量电路,具体操作如下:
①按图连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;
②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;
④待测电阻的阻值Rx=_________,比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差?_________(填“甲”或“乙”)同学的。
8.为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω),有以下一些器材可供选择.
电流表A1(量程0~50 mA,内阻约10 Ω);
电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.12 Ω);
电压表V1(量程0~3 V,内阻很大);
电源E(电动势约为3 V,内阻约为0.2 Ω);
滑动变阻器R1(0~10 Ω);
滑动变阻器R2(0~1 kΩ);
定值电阻R3=30 Ω; 定值电阻R4=300 Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)电流表应选____,滑动变阻器应选______,定值电阻应选 _____(填器材的元件符号);
(2)某次测量中,电压表示数如上图(1)所示,则此电压值为_____________V;
(3)请在上面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图,并标出电路元件的字母符号____.(要求所测量范围尽可能大);
(4)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=__(用题目中所给字母符号表示).
9.6实验基础选仪器与连电路 第1页,共3页 时间: 分钟
第1页,共3页9.6实验基础选仪器与连电路答案
9.6实验基础选仪器与连电路答案
1. b 见下图 235(230-240) 6.7×10-2(6.5×10-2-6.9×10-2)
(1)[1]电阻阻值在200-250Ω之间,电压表V内阻约为5kΩ,电流表A内阻约为40Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,滑动变阻器R最大阻值为15Ω,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,故电路图应选b;
(2)[2]根据电路图连接实物图如下
(3)[3]根据坐标系内描出的点作出图像如下图所示
由图示图像可知,待测电阻阻值
-均算正确;
(5)[4]待测电阻阻值
可得电阻率为
-均算正确。
2. 0.920 42.40 见下图 见下图 小于 电压表的分流 系统
(1)[1]螺旋测微器的精确值为,由图甲可知直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知其长度为
(2)[3]要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调,可知滑动变阻器应采用分压接法,由于
待测电阻远小于电压表内阻,为了减小误差,电流表应采用外接法,电路图如图所示
[4]根据电路图,连接实物图如图所示
(3)[5]电流表应采用外接法,由于电压表的分流带来的误差,使得电流表读数比通过待测电阻的实际电流大,则有
[6][7]可知测出的电阻小于真实值,该误差的来源是电压表的分流,这种误差属于系统误差。
(4)[8]根据电阻定律
可得圆柱体电阻率为
3. 0.0855(0.0853~0.0857) 外接 分压式
(1)[1]据螺旋测微器的读数方法可知,固定刻度的为0.5mm,可动刻度的读数为
35.50.01mm=0.355mm
故金属丝直径的测量值
d=0.5mm+0.355mm=0.855mm=0.0855cm
(2)[2]电压表示数有明显变化,而电流表示数没有明显变化说明电流表的分压作用较明显,该电阻为小电阻,应采用外接法,测量误差较小。
[3]滑动变阻器的最大阻值为5Ω,比待测电阻的阻值小得多,若采用限流式,电路的电阻、电流变化较不明显,达不到多次测量减小误差的效果,故应采用分压式。
4. 4.697 AEDC 19.0 C A 见下图 最左端
(1)[1]用螺旋测微器测量其直径为
4.5mm+0.01mm×19.7=4.697mm
(2)[2]欧姆挡测电阻时要先选挡,再调零,再测量,最后整理仪器,则正确的操作顺序是:AEDC;
(3)[3]通过多用表测导体的电阻为
19.0×1Ω=19.0Ω
(4)[4][5]为了尽量减小误差,则电压表应选择A;电路中可能出现的最大电流
电流表应选择C。
(5)[6]滑动变阻器要用分压电路;由于电压表内阻远大于待测电阻,则应采用电流表外接,电路图如图;
(6)[7]为了保护用电器,在接通电路之前,滑动变阻器滑动头P应置于最左端。
5. 0.50 2.6 见下图
①[1][2]电流表电压表读数分别为 和
②[3]电压表V2并联在定值电阻两端时,当 时,当 时,电压表V2并联在金属丝两端时,当 时,当 时,故电压表V2并联在金属丝两端时,测量范围比较大,滑动变阻器选择分压式接法,应该选择较小的R2,因此电路图如图所示
③[4]流过金属丝的电流为
联立可得
6. 内接法 分压式 见下图 见下图
(1)[1] 待测电阻Rx相比电流表内阻大很多倍,故需要用内接法;
[2] 要测量多组数据,滑动变阻器需要用分压式接法。
(2)[3] 电路的原理图如下所示
(3)[4] 实物图连线如下图
(4)[5] 根据欧姆定律有
解得
7. A1 R1 见下图 乙
(1)[1]由题意得,流过待测电阻的最大电流约为
所以电流表选用A1。
[2]实验要求Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量,则滑动变阻器有采用分压式接法,即滑动变阻器选用相对Rx较小的R1。
[3]待测电阻阻值约为电压表内阻的,待测电阻阻值约为电流表内阻的30倍,所以相对来说电流表的分压影响较小,则测量电路采用电流表的内接法,所以实验电路如图。
(2)[4]闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半,则待测电阻的阻值等于电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。闭合开关S2(将电流表A2短路)并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I,则可计算出电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。综上
[5]方案乙采用了等效法测电阻,方案甲中由于电流表的分压会造成系统误差,所以乙同学的方法更有利于减小系统误差。
8. A1 R1 R3 1.70 见下图
(1)[1] 测量电阻时电流较小,可能达到的最大电流为
则电流表应选A1;
[2] 为使测量范围尽可能大,滑动变阻器应采用分压式接法,故应选最大阻值小的变阻器R1;
[3]因为电压表的量程是3V,电流表的量程是100mA,最小电阻
待测电阻约为30 Ω,若把定值电阻R与被测电阻串联后作为被测电阻,这样测量更准确,定值电阻应选R3=30 Ω,这样电表的读数满足对电表读数不小于满偏一半,测量较准确;
(2)[4]电压表的量程是3V,所以电压表的读数是1.70V;
(2)[5] 由于电压表的内阻很大,故应采用电流表外接法;故电路如下图所示:
(4)[6] 某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则待测电阻阻值的表达式为
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页9.6实验基础选仪器与连电路教师
1.为了测量一段均匀材料制成的圆柱体的电阻率(电阻在200~250Ω之间),现给定电压表V(量程6V、内阻约为5kΩ)、电流表A(量程30mA、内阻约为40Ω)、滑动变阻器R(0-15Ω)、电源(E=6V)、开关S及导线若干。
(1)如图甲,测量圆柱体电阻Rx的电路图应选________(选填“a”或“b”)。
(2)用笔画线代替导线,连接好图乙中的电路。________
(3)如图丙所示中的6个点分别表示实验中测得的电压表和电流表6组U、I的值,试根据图丙求出圆柱体电阻Rx=________Ω(结果保留到个位数)。
(4)用游标卡尺测得该圆柱体的长度l=11.08mm,用蜗旋测微计测圆柱体的直径d=2.000mm。
(5)由以上数据求出ρ=________Ω·m(保留两位有效数字)。
【答案】 b 235(230-240) 6.7×10-2(6.5×10-2-6.9×10-2)
(1)[1]电阻阻值在200-250Ω之间,电压表V内阻约为5kΩ,电流表A内阻约为40Ω,电压表内阻远大于待测电阻阻值,电流表应采用外接法,滑动变阻器R最大阻值为15Ω,为测多组实验数据,滑动变阻器应采用分压接法,故电路图应选b;
(2)[2]根据电路图连接实物图如下
(3)[3]根据坐标系内描出的点作出图像如下图所示
由图示图像可知,待测电阻阻值
-均算正确;
(5)[4]待测电阻阻值
可得电阻率为
-均算正确。
2.电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量其横截面直径,示数如图甲所示,可知其直径______mm;用游标卡尺测其长度,示数如图乙所示,可知其长度为______mm。
(2)用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差,需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻,要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
C.滑动变阻器(阻值范围,2.0A)
D.直流电源(电动势为3V)
E.开关
F.导线若干
在下面方框中画出该实验的电路图______,并在左图中完成连接______。
(3)该同学正确连接电路,所有操作都正确,则测出的电阻______真实值(填“大于”“小于”或“等于”),该误差的来源是______,这种误差属于______误差。
(4)实验测出圆柱体的电阻为,圆柱体横截面的直径为,长度为,则圆柱体电阻率为______。(用、、表示,单位均已为国际单位)
【答案】 0.920 42.40
小于 电压表的分流 系统
(1)[1]螺旋测微器的精确值为,由图甲可知直径为
[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知其长度为
(2)[3]要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调,可知滑动变阻器应采用分压接法,由于
待测电阻远小于电压表内阻,为了减小误差,电流表应采用外接法,电路图如图所示
[4]根据电路图,连接实物图如图所示
(3)[5]电流表应采用外接法,由于电压表的分流带来的误差,使得电流表读数比通过待测电阻的实际电流大,则有
[6][7]可知测出的电阻小于真实值,该误差的来源是电压表的分流,这种误差属于系统误差。
(4)[8]根据电阻定律
可得圆柱体电阻率为
3.做“测量金属丝的电阻率”实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝直径,示数如图所示,则金属丝直径的测量值d=_______cm。
(2)在设计测量金属丝电阻Rx的实验电路时需要思考两个问题:
①如何选择电流表的接法?
如图所示,某同学采用试触的方法,让电压表的一端接在A点,另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化,而电流表示数没有明显变化。据此应该选择电流表_______(填写“内接”或“外接”)的电路。
②如何选择滑动变阻器的接法?
已知待测金属丝的电阻约为20Ω,实验室提供的滑动变阻器的最大阻值为5Ω,电源电动势为3V,需要选择滑动变阻器的_____________(填写“分压式”或“限流式”)接法。
【答案】 0.0855(0.0853~0.0857) 外接 分压式
(1)[1]据螺旋测微器的读数方法可知,固定刻度的为0.5mm,可动刻度的读数为
35.50.01mm=0.355mm
故金属丝直径的测量值
d=0.5mm+0.355mm=0.855mm=0.0855cm
(2)[2]电压表示数有明显变化,而电流表示数没有明显变化说明电流表的分压作用较明显,该电阻为小电阻,应采用外接法,测量误差较小。
[3]滑动变阻器的最大阻值为5Ω,比待测电阻的阻值小得多,若采用限流式,电路的电阻、电流变化较不明显,达不到多次测量减小误差的效果,故应采用分压式。
4.先要测量一个由新材料制成的均匀圆柱体的电阻,其阻值约在10Ω~20Ω之间,
(1)用螺旋测微器测量其直径如图乙所示,可知其直径为___________mm。
(2)使用多用电表测量导体的电阻Rx,操作步骤如下:请选择合理的步骤并按顺序填写在横线的空白处:_____________________。
A.转动选择开关置于“×1”挡
B.转动选择开关置于“×10”挡
C.转动选择开关置于“OFF”挡
D.将两表笔分别接触Rx两端,读出Rx的阻值后随即断开
E.将两表笔短接,调节调零旋钮,使指针指在零刻度线右端的“0”刻度
(3)通过多用表测导体的电阻,如图甲所示可知导体的电阻为___________Ω。
为了更准确的测量导体的电阻Rx,现准备了下列的一些实验器材
A.电压表V1(量程0~3V,内阻20kΩ)
B.电压表V2(量程0~15V,内阻80kΩ)
C.电流表A1(量程0~200mA,内阻20Ω)
D.电流表A2(量程0~3A,内阻4Ω)
E.滑动变阻器R2(最大值为10Ω,额定电流为1A)
F.直流电源E(电动势6V,内电阻约为0.5Ω)
G.电键一个,导线若干
H.待测电阻Rx
(4)为了尽量减小误差,则电流表应选择(填字母代号)___________,电压表应选择(填字母代号)___________。
(5)本实验要求从0开始取数据,请你根据自己设计电路图进行实物连线,要求连线不能交叉___________。
(6)为了保护用电器,在接通电路之前,滑动变阻器滑动头P应置于___________。(填写“最左端”或者“最右端”)
【答 案】 4.697 AEDC 19.0 C A
最左端
(1)[1]用螺旋测微器测量其直径为
4.5mm+0.01mm×19.7=4.697mm
(2)[2]欧姆挡测电阻时要先选挡,再调零,再测量,最后整理仪器,则正确的操作顺序是:AEDC;
(3)[3]通过多用表测导体的电阻为
19.0×1Ω=19.0Ω
(4)[4][5]为了尽量减小误差,则电压表应选择A;电路中可能出现的最大电流
电流表应选择C。
(5)[6]滑动变阻器要用分压电路;由于电压表内阻远大于待测电阻,则应采用电流表外接,电路图如图;
(6)[7]为了保护用电器,在接通电路之前,滑动变阻器滑动头P应置于最左端。
5.某班级物理学习小组的同学们准备测量电阻大约50Ω的某金属丝阻值的准确值,实验室提供了如下器材:
A.直流电源E(电动势约5V,内阻不计);
B.电压表V1(量程0~5V,内阻r1约10kΩ);
C.电压表V2(量程0~3V,内阻r2=1000Ω)
D.电流表A(量程0~0.6A,内阻r3约1Ω)
E.定值电阻,阻值R0=25Ω
F.滑动变阻器R1(阻值范围0~500Ω,允许通过的最大电流2.0A)
G.滑动变阻器R2(阻值范围0~10Ω,允许通过的最大电流2.0A)
H.开关S一个,导线若干。
①甲同学先进行电流表(量程选0-0.6A)和电压表(量程选0-3V)的读数练习,则其正确的读数分别为_____A; ______V。
②乙同学设计了如图所示电路,但发现电压表V2的可用范围较小,为了较准确的测量该金属丝电阻Rx,要求两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,请你在虚线框内画出改进后的测量原理电路图,并在图中标注所选器材的符号。( )
③改进后按电路图连接实物并进行实验,某次测量时,电压表V1的读数为U1,电压表V2的读数为U2,这段电阻丝的长度为L,直径为d,则这段金属丝的电阻率的表达式ρ=_______。(用题中已知物理量符号表示)
【答案】 0.50 2.6
①[1][2]电流表电压表读数分别为 和
②[3]电压表V2并联在定值电阻两端时,当 时,当 时,电压表V2并联在金属丝两端时,当 时,当 时,故电压表V2并联在金属丝两端时,测量范围比较大,滑动变阻器选择分压式接法,应该选择较小的R2,因此电路图如图所示
③[4]流过金属丝的电流为
联立可得
6.某探究小组要测量某一电阻Rx的阻值,给定的器材有:
电流表A(量程l0mA,内阻RA=10Ω);
电压表V(量程3V,内阻约为4kΩ);
直流电源E(电动势约3V,内阻约0.1Ω);
待测电阻Rx约300Ω;
滑动变阻器R(最大阻值约20Ω);
开关S及导线若干。
实验要求:①方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据;②测量时两电表指针偏转均能够超过其满量程的一半。
(1)根据题目要求,电流表接法采用_______(填“内接法”或“外接法”),滑动变阻器接法采用_______(填“分压式”或“限流式”)。
(2)在下方左图的线框内画出测量电路的原理图_______。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出)
(3)根据你所画出的测量电路原理图,在下方右图所给的实物图上连线_______。
(4)闭合开关S,电路接通后,把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置,若此时电压表读
数为U,电流表读数为I,则待测电流表的内阻Rx=____。
【答案】 内接法 分压式
(1)[1] 待测电阻Rx相比电流表内阻大很多倍,故需要用内接法;
[2] 要测量多组数据,滑动变阻器需要用分压式接法。
(2)[3] 电路的原理图如下所示
(3)[4] 实物图连线如下图
(4)[5] 根据欧姆定律有
解得
7.某学习小组进行精确测量电阻Rx的阻值的实验,有下列器材供选用。
A.待测电阻Rx(约300Ω)
B.电压表V(3V,内阻约3kΩ)
C.电流表A1(10mA,内阻约10Ω)
D.电流表A2(20mA,内阻约5Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,额定电流0.5A)
G.直流电源E(3V,内阻约1Ω)
H.开关、导线若干
(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,并能满足Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量。则电流表应选择_______(填“A1”或“A2”);滑动变阻器应选择_______(填“R1”或“R2”);请在虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图________。
(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图所示的测量电路,具体操作如下:
①按图连接好实验电路,闭合开关S1前调节滑动变阻器R1、R2的滑片至适当位置;
②闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半;
③闭合开关S2并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I;
④待测电阻的阻值Rx=_________,比较甲、乙两同学测量电阻Rx的方法,你认为哪个同学的方法更有利于减小系统误差?_________(填“甲”或“乙”)同学的。
【答案】 A1 R1 乙
(1)[1]由题意得,流过待测电阻的最大电流约为
所以电流表选用A1。
[2]实验要求Rx两端电压从零开始变化并进行多次测量,则滑动变阻器有采用分压式接法,即滑动变阻器选用相对Rx较小的R1。
[3]待测电阻阻值约为电压表内阻的,待测电阻阻值约为电流表内阻的30倍,所以相对来说电流表的分压影响较小,则测量电路采用电流表的内接法,所以实验电路如图。
(2)[4]闭合开关S1,断开开关S2,调节滑动变阻器R1、R2的滑片,使电流表A1的示数恰好为电流表A2的示数的一半,则待测电阻的阻值等于电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。闭合开关S2(将电流表A2短路)并保持滑动变阻器R2的滑片位置不变,读出电压表V和电流表A1的示数,分别记为U、I,则可计算出电流表A1的内阻与滑动变阻器R2连入电路的阻值之和。综上
[5]方案乙采用了等效法测电阻,方案甲中由于电流表的分压会造成系统误差,所以乙同学的方法更有利于减小系统误差。
8.为了测量某待测电阻Rx的阻值(约为30 Ω),有以下一些器材可供选择.
电流表A1(量程0~50 mA,内阻约10 Ω);
电流表A2(量程0~3 A,内阻约0.12 Ω);
电压表V1(量程0~3 V,内阻很大);
电源E(电动势约为3 V,内阻约为0.2 Ω);
滑动变阻器R1(0~10 Ω);
滑动变阻器R2(0~1 kΩ);
定值电阻R3=30 Ω; 定值电阻R4=300 Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干.
(1)电流表应选____,滑动变阻器应选______,定值电阻应选 _______(填器材的元件符号);
(2)某次测量中,电压表示数如上图(1)所示,则此电压值为_____________V;
(3)请在上面的虚线框内画出测量电阻Rx的实验电路图,并标出电路元件的字母符号____.(要求所测量范围尽可能大);
(4)某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=__(用题目中所给字母符号表示).
【答案】 A1 R1 R3 1.70
(1)[1] 测量电阻时电流较小,可能达到的最大电流为
则电流表应选A1;
[2] 为使测量范围尽可能大,滑动变阻器应采用分压式接法,故应选最大阻值小的变阻器R1;
[3]因为电压表的量程是3V,电流表的量程是100mA,最小电阻
待测电阻约为30 Ω,若把定值电阻R与被测电阻串联后作为被测电阻,这样测量更准确,定值电阻应选R3=30 Ω,这样电表的读数满足对电表读数不小于满偏一半,测量较准确;
(2)[4]电压表的量程是3V,所以电压表的读数是1.70V;
(2)[5] 由于电压表的内阻很大,故应采用电流表外接法;故电路如下图所示:
(4)[6] 某次测量中,电压表示数为U时,电流表示数为I,则待测电阻阻值的表达式为
9.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率.步骤如下:
①用20分度的游标卡尺测量其长度如图所示,其长度是_____mm.
②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,表盘示数如图所示,则该电阻的阻值约为_____Ω.
③为了更精确地测量其电阻,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0~3mA,内阻约50 Ω);
电流表A2(量程0~15mA, 内阻约30 Ω);
电压表V(量程0~3 V,内阻约10 KΩ);
滑动变阻器R1,(阻值范围0~15 Ω);
滑动变阻器R2,(阻值范围0~2 KΩ;)
直流电源E(电动势4V,内阻不计);
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,电流表应选____,滑动变阻器应选____(选填代号)
④请在图中补充连线并完成实验.
( )
【 答 案】 100.45 2.2×102 A2 R1
解:①游标卡尺的主尺读数为100mm,游标尺上第9个刻度与主尺对齐,读数为,所以最终读数为:;
②用欧姆表测电阻的读数方法为指针示数乘以倍率,当指针指在中央附近时测量值较准确,所以该电阻的阻值约为;
③由电动势和电阻的阻值知电流最大为,所以用电流表,滑动变阻器用小阻值的,便于调节,所以用滑动变阻器;
④本实验中,因待测电阻值远小于电压表内阻,电流表应选外接法;又滑动变阻器最大阻值远小于待测电阻值,故变阻器应用分压式接法,电路图如图所示
试卷第1页,共3页
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