2014年高考物理復(fù)習(xí) 第7章 實(shí)驗(yàn)7 測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)訓(xùn)練題(含解析) 新人教版
《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第7章 實(shí)驗(yàn)7 測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)訓(xùn)練題(含解析) 新人教版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2014年高考物理復(fù)習(xí) 第7章 實(shí)驗(yàn)7 測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器)訓(xùn)練題(含解析) 新人教版(22頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、實(shí)驗(yàn)七 測(cè)定金屬的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器) 考綱解讀1.掌握螺旋測(cè)微器的原理及讀數(shù)方法.2.掌握電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數(shù)方法.3.會(huì)用伏安法測(cè)電阻,并能測(cè)定金屬絲的電阻率. 一、螺旋測(cè)微器的使用 1.構(gòu)造:如圖1所示,B為固定刻度,E為可動(dòng)刻度. 圖1 2.原理:測(cè)微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0.5 mm,即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,F(xiàn)前進(jìn)或后退0.5 mm,而可動(dòng)刻度E上的刻度為50等份,每轉(zhuǎn)動(dòng)一小格,F(xiàn)前進(jìn)或后退0.01 mm,即螺旋測(cè)微器的精確度為0.01 mm.讀數(shù)時(shí)估讀到毫米的千分位上,因此,螺旋測(cè)微器又叫千分尺.
2、3.讀數(shù):(1)測(cè)量時(shí)被測(cè)物體長(zhǎng)度的半毫米數(shù)由固定刻度讀出,不足半毫米部分由可動(dòng)刻度讀出. (2)測(cè)量值(mm)=固定刻度數(shù)(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動(dòng)刻度數(shù)(估讀一位)×0.01(mm). (3)如圖2所示,固定刻度示數(shù)為2.0 mm,半毫米刻度線未露,而從可動(dòng)刻度上讀的示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù)為:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm. 圖2 二、游標(biāo)卡尺 1.構(gòu)造:主尺、游標(biāo)尺(主尺和游標(biāo)尺上各有一個(gè)內(nèi)、外測(cè)量爪)、游標(biāo)尺上還有一個(gè)深度尺.(如圖3所示) 圖3 2.用途:測(cè)量厚度、長(zhǎng)度、深度、內(nèi)徑、外徑. 3.原理:利用主尺的最小
3、分度與游標(biāo)尺的最小分度的差值制成. 不管游標(biāo)尺上有多少個(gè)小等分刻度,它的刻度部分的總長(zhǎng)度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1 mm.常見的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺上小等分刻度有10個(gè)的、20個(gè)的、50個(gè)的,其讀數(shù)見下表: 刻度格數(shù)(分度) 刻度總長(zhǎng)度 每小格與1 mm的差值 精確度(可準(zhǔn)確到) 10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm 20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm 50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm 4.讀數(shù):若用x表示從主尺上讀出的整毫米數(shù),K表示從游標(biāo)尺上讀出與主尺上某一刻線對(duì)齊的游標(biāo)的格數(shù),則記錄結(jié)果表達(dá)為(x+K×精確度)mm
4、. 三、常用電表的讀數(shù) 對(duì)于電壓表和電流表的讀數(shù)問(wèn)題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時(shí)電表允許通過(guò)的最大電壓或電流值,然后根據(jù)表盤總的刻度數(shù)確定精確度,按照指針的實(shí)際位置進(jìn)行讀數(shù)即可. (1)0~3 V的電壓表和0~3 A的電流表讀數(shù)方法相同,此量程下的精確度是0.1 V或 0.1 A,看清楚指針的實(shí)際位置,讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位. (2)對(duì)于0~15 V量程的電壓表,精確度是0.5 V,在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位,即讀到0.1 V. (3)對(duì)于0~0.6 A量程的電流表,精確度是0.02 A,在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位,這時(shí)要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0
5、.01 A. 基本實(shí)驗(yàn)要求 1.實(shí)驗(yàn)原理 根據(jù)電阻定律公式知道只要測(cè)量出金屬絲的長(zhǎng)度和它的直徑d,計(jì)算出橫截面積S,并用伏安法測(cè)出電阻Rx,即可計(jì)算出金屬絲的電阻率. 2.實(shí)驗(yàn)器材 被測(cè)金屬絲,直流電源(4 V),電流表(0~0.6 A),電壓表(0~3 V),滑動(dòng)變阻器(50 Ω),開關(guān),導(dǎo)線若干,螺旋測(cè)微器,毫米刻度尺. 3.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,求出其平均值d. (2)接好用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)電路. (3)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬絲的有效長(zhǎng)度,反復(fù)測(cè)量三次,求出其平均值l. (4)把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)
6、節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置.
(5)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U的值,填入記錄表格內(nèi).
(6)將測(cè)得的Rx、l、d值,代入公式ρ=Rx=中,計(jì)算出金屬絲的電阻率.
4.電流表、電壓表測(cè)電阻兩種方法的比較
電流表內(nèi)接法
電流表外接法
電路圖
誤差原因
電流表分壓U測(cè)=Ux+UA
電壓表分流I測(cè)=Ix+I(xiàn)V
電阻測(cè)量值
R測(cè)==Rx+RA>Rx測(cè)量值大于真實(shí)值
R測(cè)== 7、與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較,若Rx較小,宜采用電流表外接法;若Rx較大,宜采用電流表內(nèi)接法.
(2)臨界值計(jì)算法
Rx<時(shí),用電流表外接法;
Rx>時(shí),用電流表內(nèi)接法.
(3)實(shí)驗(yàn)試探法:按圖4接好電路,讓電壓表一根接線柱P先后
與a、b處接觸一下,如果電壓表的示數(shù)有較大的變化,而電流
表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表外接法;如果電流表的示數(shù) 圖4
有較大的變化,而電壓表的示數(shù)變化不大,則可采用電流表內(nèi)接法.
2.注意事項(xiàng)
(1)先測(cè)直徑,再連電路:為了方便,測(cè)量直徑時(shí)應(yīng)在金屬絲連入電路之前測(cè)量.
(2)電流表外接法:本實(shí)驗(yàn)中被測(cè)金屬絲的阻值較小,故采用電流表外接法. 8、
(3)電流控制:電流不宜過(guò)大,通電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以免金屬絲溫度過(guò)高,導(dǎo)致電阻率在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變大.
3.誤差分析
(1)若為內(nèi)接法,電流表分壓.
(2)若為外接法,電壓表分流.
(3)長(zhǎng)度和直徑的測(cè)量.
考點(diǎn)一 測(cè)量?jī)x器、儀表的讀數(shù)
例1 (1)如圖5所示的三把游標(biāo)卡尺,它們的游標(biāo)尺從上至下分別為9 mm長(zhǎng)10等分、
19 mm長(zhǎng)20等分、49 mm長(zhǎng)50等分,它們的讀數(shù)依次為________mm,________mm,________mm.
(2)使用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖6所示,則金屬絲的直徑是________mm.
圖5 圖6
9、(3)①圖7使用0.6 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)是________A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),對(duì)應(yīng)刻度盤上每一小格代表________A,圖中表針示數(shù)為________A.
②圖8使用較小量程時(shí),每小格表示________V,圖中表針的示數(shù)為________V.若使用的是較大量程,則這時(shí)表盤刻度每小格表示________V,圖中表針示數(shù)為________ V.
圖7 圖8
(4)旋鈕式電阻箱如圖9所示,電流從接線柱A流入,從B流出,則接入電路的電阻為________Ω.今欲將接入電路的電阻改為2 087 Ω,最簡(jiǎn)單的操作方法是_ 10、_______.若用兩個(gè)這樣的電阻箱,則可得到的電阻值范圍為________.
圖9
解析 (1)最上面圖讀數(shù):整毫米是17,不足1毫米數(shù)是7×0.1 mm=0.7 mm,最后結(jié)果是17 mm+0.7 mm=17.7 mm.
中間圖讀數(shù):整毫米是23,不足1毫米數(shù)是17×0.05 mm=0.85 mm,最后結(jié)果是23 mm+0.85 mm=23.85 mm.
最下面圖讀數(shù):整毫米是3,不足1毫米數(shù)是9×0.02 mm=0.18 mm,最后結(jié)果是3 mm+0.18 mm=3.18 mm.
(2)固定刻度示數(shù)為2.0 mm,不足半毫米的從可動(dòng)刻度上讀,其示數(shù)為15.0,最后的讀數(shù):2 11、.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.
(3)①使用0.6 A量程時(shí),刻度盤上的每一小格為0.02 A,表針示數(shù)為0.44 A;當(dāng)使用3 A量程時(shí),每一小格為0.1 A,表針示數(shù)為2.20 A.
②電壓表使用3 V量程時(shí),每小格表示0.1 V,表針示數(shù)為1.70 V;使用15 V量程時(shí),每小格為0.5 V,表針示數(shù)為8.5 V.
(4)電阻為1 987 Ω.最簡(jiǎn)單的操作方法是將“×1 k”旋鈕調(diào)到2,再將“×100”旋鈕調(diào)到0.每個(gè)電阻箱的最大阻值是9 999 Ω,用這樣的兩個(gè)電阻箱串聯(lián)可得到的最大電阻是2×
9 999 Ω=19 998 Ω.故用兩個(gè)這樣的電阻箱,可 12、得到的電阻值范圍為0~19 998 Ω.
答案 (1)17.7 23.85 3.18 (2)2.150 (3)①0.02 0.44 0.1 2.20?、?.1 1.70 0.5 8.5 (4)1 987 將“×1 k”旋鈕調(diào)到2,再將“×100”旋鈕調(diào)到0 0~19 998 Ω
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)看清精確度
例如(圖10)
圖10
易錯(cuò)成(11+4×0.1) mm=11.40 mm
正確的應(yīng)為11.4 mm,游標(biāo)卡尺不需估讀,后面不能隨意加零.
例如(圖11)
圖11
易錯(cuò)成(10+12×0.05) mm=10.6 mm,正確的應(yīng)為10.60 13、 mm.
(2)主尺上的單位應(yīng)為厘米
主尺上標(biāo)識(shí)的1、2、3等數(shù)字通常是指厘米,讀數(shù)時(shí)應(yīng)將毫米和厘米分清,游標(biāo)
卡尺主尺上的最小刻度是1 mm.
例如(圖12)
圖12
易錯(cuò)成(5+4×0.05) mm=5.20 mm,正確的應(yīng)為(50+4×0.05) mm=50.20 mm
(3)區(qū)分零刻度與標(biāo)尺最前端
例如(圖13)
圖13
易錯(cuò)成(13+10×0.05) mm=13.50 mm
正確讀數(shù)為(14+10×0.05) mm=14.50 mm
考點(diǎn)二 對(duì)實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的考查
例2 (2012·北京理綜·21)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測(cè) 14、量?jī)x器均已校準(zhǔn).待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50 cm.
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,其中某一次測(cè)量結(jié)果如圖14所示,其讀數(shù)應(yīng)為________mm(該值接近多次測(cè)量的平均值).
圖14
(2)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻約1 Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1 Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3 kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0~20 Ω,額定電流2 A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50 15、
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
由以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,他們測(cè)量Rx是采用圖15中的______圖(選填“甲”或“乙”).
圖15
(3)圖16是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請(qǐng)根據(jù)(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖中實(shí)物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.
圖16
(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖17所示,圖中已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)的坐標(biāo) 16、點(diǎn),并描繪出U-I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=________Ω(保留兩位有效數(shù)字).
圖17
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲電阻率約為________(填選項(xiàng)前的符號(hào)).
A.1×10-2 Ω·m B.1×10-3 Ω·m
C.1×10-6 Ω·m D.1×10-8 Ω·m
(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差.本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn),下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是________(有多個(gè)正確選項(xiàng)).
A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和 17、電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差
D.用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差
答案 (1)0.398(0.395~0.399均正確) (2)甲 (3)見解析圖 (4)見解析圖 4.4(4.3~4.7均正確) (5)C
(6)CD
解析 (1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為0 mm+39.8×0.01 mm=0.398 mm.
(2)由實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)可知Rx的阻值大約為5 Ω.由題知Rx?RV,故電流表外接.若滑動(dòng)變阻器接為限流的形式,則Rx兩端電壓的最小值Umin=E≈0.6 V,而從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Rx兩端電壓可為0.10 V,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓的形式.
( 18、3)如圖所示.
(4)選盡可能多的點(diǎn)連成一條直線,不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線兩側(cè),如圖所示.
圖線的斜率反映了金屬絲的電阻,因此金屬絲的電阻值Rx=4.4 Ω.
(5)根據(jù)Rx=ρ得金屬絲的電阻率ρ===
Ω·m≈1.09×10-6 Ω·m,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤.
(6)由讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由電流表、電壓表內(nèi)阻引起的誤差為系統(tǒng)誤差,若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),則可以消除系統(tǒng)誤差,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;利用U-I圖象處理數(shù)據(jù),相當(dāng)于多次測(cè)量取平均值,可以減小偶然誤差,選項(xiàng)D正確.
考點(diǎn)三 對(duì)測(cè)電阻的方法的考查
例3 實(shí)際電流表有 19、內(nèi)阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián).測(cè)量實(shí)際電流表G1的內(nèi)阻r1的電路如圖18所示.供選擇的儀器如下:
圖18
①待測(cè)電流表G1(0~5 mA,內(nèi)阻約300 Ω);
②電流表G2(0~10 mA,內(nèi)阻約100 Ω);
③定值電阻R1(300 Ω);
④定值電阻R2(10 Ω);
⑤滑動(dòng)變阻器R3(0~1 000 Ω);
⑥滑動(dòng)變阻器R4(0~20 Ω);
⑦干電池(1.5 V);
⑧電鍵S及導(dǎo)線若干.
(1)定值電阻應(yīng)選________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________.(在空格內(nèi)填寫序號(hào))
(2)用線條在圖19中把實(shí)物圖補(bǔ)充連接完整.
圖19
(3)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn) 20、步驟:
①按電路圖連接電路,將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移至最____端(填“左”或“右”);
②閉合電鍵S,移動(dòng)滑動(dòng)觸頭至某一位置,記錄G1、G2的讀數(shù)I1、I2;
③多次移動(dòng)滑動(dòng)觸頭,記錄相應(yīng)的G1、G2讀數(shù)I1、I2;
④以I2為縱坐標(biāo),I1為橫坐標(biāo),作出相應(yīng)圖線,如圖20所示.
圖20
(4)根據(jù)I2-I1圖線的斜率k及定值電阻,寫出待測(cè)電流表內(nèi)阻的表達(dá)式_______________.
解析 (1)根據(jù)所給電路圖知,定值電阻應(yīng)與G1并聯(lián),再與G2串聯(lián),由于R2=10 Ω,與G1、G2內(nèi)阻相差太多,因此不選R2,而選用R1=300 Ω;同時(shí)從題圖I2-I1圖象知,I2、I1 21、要有多組數(shù)據(jù)才能描點(diǎn)連線畫I2-I1圖象,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法;為方便調(diào)節(jié),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選較小的R4.
(3)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移至最左端時(shí),加在G1、G2上的電壓為零.
(4)由電路圖可知:(I2-I1)R1=I1r1,變形可得I2=I1(+1),即I2-I1圖線的斜率k=+1,所以r1=(k-1)R1.
答案 (1)③?、蕖?2)如圖所示
(3)左 (4)r1=(k-1)R1
1.儀器選擇的基本思路
(1)優(yōu)先考慮安全因素
各電表的實(shí)際讀數(shù)不能超過(guò)其量程,電阻類元件中的實(shí)際電流(或電壓)不能
超過(guò)其允許的最大電流(或電壓).實(shí)際處理過(guò)程中,需要估算回路中 22、的最大
電流(一般假設(shè)滑動(dòng)變阻器采用限流接法時(shí)進(jìn)行估算).如:用伏安法作出標(biāo)有
“6 V,0.6 W”字樣的小燈泡的U-I圖象,而實(shí)際加在小燈泡兩端的電壓的最
大值不能超過(guò)6 V.
(2)考慮讀數(shù)誤差因素
一般要求各電表的實(shí)際讀數(shù)不小于其量程的,以減小讀數(shù)誤差.
(3)儀器選擇的一般步驟
①首先選擇唯一性的器材;
②粗畫電路圖(暫不接電流表和電壓表);
③估算回路中電流和電壓的最大值,在電表的指針有較大幅度偏轉(zhuǎn)但不超過(guò)其量
程的情況下,結(jié)合已知器材的規(guī)格,確定實(shí)驗(yàn)電路和實(shí)驗(yàn)器材.
2.處理實(shí)驗(yàn)圖象題目的方法
(1)根據(jù)題給實(shí)驗(yàn)原理與規(guī)律,嘗試寫出表示圖象縱、橫坐標(biāo)物理量 23、的函數(shù)關(guān)系式.
(2)結(jié)合函數(shù)關(guān)系式,找出圖象的斜率、截距對(duì)應(yīng)的數(shù)值或表達(dá)式,進(jìn)而求出未知量.
電阻測(cè)量方法薈萃
1.伏安法:
電路圖
特點(diǎn):大內(nèi)小外(內(nèi)接法測(cè)量值偏大,測(cè)大電阻應(yīng)用內(nèi)接法測(cè)量)
2.安安法
若電流表內(nèi)阻已知,則可將其當(dāng)做電流表、電壓表以及定值電阻來(lái)使用.
(1)如圖21甲所示,當(dāng)兩電表所能測(cè)得的最大電壓接近時(shí),如果已知的內(nèi)阻R1,則可測(cè)得的內(nèi)阻R2=.
(2)如圖乙所示,當(dāng)兩電表的滿偏電壓UA2?UA1時(shí),串聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可測(cè)得的電阻R2=.
圖21
3.伏伏法
若電壓表內(nèi)阻已知,則可將其當(dāng)做電流表、電壓表和定值電阻來(lái)使用.
( 24、1)如圖22甲所示,兩電表的滿偏電流接近時(shí),若已知的內(nèi)阻R1,則可測(cè)出的內(nèi)阻R2=R1.
(2)如圖乙所示,兩電表的滿偏電流IV1?IV2時(shí),并聯(lián)一定值電阻R0后,同樣可得的內(nèi)阻R2=.
圖22
4.比較法測(cè)電阻
如圖23所示,測(cè)得電阻箱R1的阻值及表、表的示數(shù)I1、I2,可得Rx=.
圖23
如果考慮電表內(nèi)阻的影響,則I1(Rx+RA1)=I2(R1+RA2).
5.半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻
電路圖如圖24所示
圖24
步驟:
a.?dāng)嚅_S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R0,使表滿偏為I0;
b.保持R0不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R,使表讀數(shù)為;
c.由上可得RA=R.
特別提 25、醒 當(dāng)R0?RA時(shí),測(cè)量誤差小,此方法比較適合測(cè)小阻值的電流表的內(nèi)阻,且阻值的測(cè)量值偏??;電源電動(dòng)勢(shì)應(yīng)選大些的,這樣表滿偏時(shí)R0才足夠大,閉合S2時(shí)總電流變化才足夠小,誤差才小.
38.等效替代法測(cè)電阻
如圖25所示,先讓待測(cè)電阻與一電流表串聯(lián)后接到電動(dòng)勢(shì)恒定的
電源上,讀出電流表示數(shù)I;然后將電阻箱與電流表串聯(lián)后接到同
一電源上,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表的示數(shù)仍為I,則電阻箱
的讀數(shù)即等于待測(cè)電阻的阻值.
例4 (2012·廣東理綜·34(1))某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率,需要 圖25
測(cè)量圓柱體 26、的尺寸和電阻.
①分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑,某次測(cè)量的示數(shù)分別如圖26(a)、(b)所示,長(zhǎng)度為____ cm,直徑為________ mm.
圖26
②按圖(c)連接電路后,實(shí)驗(yàn)操作如下.
(a)將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最____處(填“大”或“小”);將S2撥向接點(diǎn)1,閉合S1,調(diào)節(jié)R1,使電流表示數(shù)為I0.
(b)將電阻箱R2的阻值調(diào)至最______(填“大”或“小”),S2撥向接點(diǎn)2;保持R1不變,調(diào)節(jié)R2,使電流表示數(shù)仍為I0,此時(shí)R2阻值為1 280 Ω.
③由此可知,圓柱體的電阻為________Ω.
解析 ①長(zhǎng)度l=5.0 cm 27、+1× mm=5.01 cm;直徑d=5 mm+31.5× mm=
5.315 mm.
②(a)為保護(hù)電路使電路中電流不會(huì)超出電流表量程,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值置于最大處.
(b)為使電路中電流較小,使電流表示數(shù)逐漸變大,電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大.
③將S1閉合,S2撥向接點(diǎn)1時(shí),其等效電路圖如圖甲所示.
甲 乙
將S2撥向接點(diǎn)2時(shí),其等效電路圖如圖乙所示.
由閉合電路歐姆定律知I=,當(dāng)兩次I相同均為I0時(shí),R2=R圓柱體,所以R圓柱體=1 280 Ω.
答案?、?.01 5.315?、?a)大 (b)大?、? 280
1.(2012·課標(biāo)全國(guó) 28、·22)某同學(xué)利用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬板的厚度.該螺旋測(cè)微器校零時(shí)的示數(shù)如圖27(a)所示,測(cè)量金屬板厚度時(shí)的示數(shù)如圖(b)所示.圖(a)所示讀數(shù)為________mm,圖(b)所示讀數(shù)為______ mm,所測(cè)金屬板的厚度為______mm.
圖27
答案 0.010 6.870 6.860
解析 題圖(a)的讀數(shù)為1.0×0.01 mm=0.010 mm.題圖(b)的讀數(shù)為6.5 mm+37.0×
0.01 mm=6.870 mm,故金屬板的厚度d=6.870 mm-0.010 mm=6.860 mm.
2.在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,以下操作錯(cuò)誤的是 ( ) 29、
A.用米尺測(cè)量金屬絲的全長(zhǎng),且測(cè)量三次,算出其平均值,然后再將金屬絲接入電路中
B.用螺旋測(cè)微器在金屬絲三個(gè)不同部位各測(cè)量一次直徑,算出其平均值
C.用伏安法測(cè)電阻時(shí)采用電流表內(nèi)接法,多次測(cè)量后算出平均值
D.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持金屬絲的溫度不變
答案 AC
解析 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)量出金屬絲接入電路中的有效長(zhǎng)度,而不是全長(zhǎng);金屬絲的電阻很小,與電壓表內(nèi)阻相差很大,使金屬絲與電壓表并聯(lián),電壓表對(duì)它的分流作用很小,應(yīng)采用電流表外接法,故A、C操作錯(cuò)誤.
3.(2012·山東理綜·21(2))在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,可供選用的器材如下:
待測(cè)金屬絲:Rx(阻值約4 Ω,額定電流約0.5 A) 30、;
電壓表:V(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ);
電流表:A1(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω);
A2(量程3 A,內(nèi)阻約0.05 Ω);
電源:E1(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì));
E2(電動(dòng)勢(shì)12 V,內(nèi)阻不計(jì));
滑動(dòng)變阻器:R(最大阻值約20 Ω);
螺旋測(cè)微器;毫米刻度尺;開關(guān)S;導(dǎo)線.
①用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖28所示,讀數(shù)為________mm.
圖28
②若滑動(dòng)變阻器采用限流接法,為使測(cè)量盡量精確,電流表應(yīng)選________,電源應(yīng)選________(均填器材代號(hào)),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.
答案 ①1.773(1.771~1.77 31、5均正確)?、贏1 E1 電路原理圖見解析圖
解析?、俾菪郎y(cè)微器的讀數(shù)為1.5 mm+27.3×0.01 mm=1.773 mm.
②在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)時(shí),為使測(cè)量盡量精確,則電流表、
電壓表指針需達(dá)到半偏以上,又因待測(cè)金屬絲的額定電流為
0.5 A,所以電流表選A1,電源選E1即可.電路原理圖如圖所示.
4.(2011·新課標(biāo)全國(guó)·22)為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖29所示的電路.圖中,A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表,R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱,S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān),E是電池.完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:
圖29
(1)將S撥向接點(diǎn)1,接通S1, 32、調(diào)節(jié)________,使待測(cè)微安表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置,記下此時(shí)________的讀數(shù)I;
(2)然后將S撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié)________,使________,記下此時(shí)RN的讀數(shù);
(3)多次重復(fù)上述過(guò)程,計(jì)算RN讀數(shù)的________,此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值.
答案 (1)R0 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)
(2)RN 標(biāo)準(zhǔn)電流表(或A0)的讀數(shù)仍為I (3)平均值
解析 本題方法為替代法.當(dāng)S接1與接2時(shí)通過(guò)電路的電流I相同,可知待測(cè)微安表頭的內(nèi)阻與RN的電阻相同.
5.現(xiàn)要測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值,所用器材如下:
標(biāo)準(zhǔn)電流表A1(量程250 mA,內(nèi)阻r1=5 Ω);
電流表 33、A2(量程300 mA,內(nèi)阻r2約為5 Ω);
待測(cè)電阻R1(阻值約為100 Ω);
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10 Ω);
電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6 V,內(nèi)阻r約為1 Ω);
單刀單擲開關(guān),導(dǎo)線若干.
(1)要求方法簡(jiǎn)捷,并能測(cè)量多組數(shù)據(jù),畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖,并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào).
(2)實(shí)驗(yàn)中,需要直接測(cè)量的物理量有________________,用測(cè)得的量表示待測(cè)電阻R1的阻值R1=________.
答案 (1)實(shí)驗(yàn)電路原理圖見解析圖
(2)兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2 r1
解析 (1)由于A1的內(nèi)阻已知,可當(dāng)做電壓表來(lái)用;又給了另一個(gè)電流表A2,可結(jié)合兩電流表示 34、數(shù)之差,利用歐姆定律測(cè)R1的阻值;題目要求測(cè)多組數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器應(yīng)接成分壓式;電路圖如圖所示:
(2)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)出兩電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2之后,則(I2-I1)R1=I1r1,所以R1=.
6.為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻,某同學(xué)采用如圖30所示的實(shí)驗(yàn)電路.其中:
圖30
A1是待測(cè)電流表,量程為300 μA,內(nèi)阻約為100 Ω;
A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表,量程是200 μA;
R1是電阻箱,阻值范圍是0~999.9 Ω;
R2是滑動(dòng)變阻器;
R3是保護(hù)電阻;
E是電池組,電動(dòng)勢(shì)為6 V,內(nèi)阻不計(jì);
S1是單刀單擲開關(guān),S2是單刀雙擲開關(guān).
(1)①實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器 35、采用________接法(填“分壓”或“限流”).
②根據(jù)如圖所示電路的實(shí)物圖,請(qǐng)?jiān)谙旅嫣摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.
(2)請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整:
①連接好電路,將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最________(填“左端”或“右端”);將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處,接通開關(guān)S1;調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2,使電流表A2的示數(shù)是150 μA.
②將開關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處,________________,使電流表A2的示數(shù)仍是150 μA.
③若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖31所示,則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻Rg=________Ω.
圖31
(3)上述實(shí)驗(yàn)中,無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置, 36、都要保證兩只電流表的安全.在下面提供的四個(gè)電阻中,保護(hù)電阻R3應(yīng)選用________.(填寫阻值前相應(yīng)的字母)
A.300 kΩ B.30 kΩ C.15 kΩ D.150 kΩ
答案 (1)①限流 ②如圖所示
(2)①左端?、诒3諶2不變,調(diào)節(jié)變阻箱R1?、?6.3
(3)B
解析 (2)①閉合開關(guān)之前,應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的阻值最大,滑片移到最左端;②本實(shí)驗(yàn)使用替代法測(cè)量電流表的內(nèi)阻,因此開關(guān)S2接a和接b時(shí)電流表A2的讀數(shù)應(yīng)該相同,開關(guān)接b時(shí),需保持R2不變,調(diào)節(jié)電阻箱R1.③電阻箱表示的阻值大小等于被測(cè)電流表的內(nèi)阻,讀數(shù)為86.3 Ω.
(3)當(dāng)滑動(dòng)變 37、阻器R2的阻值為零時(shí),電路中的電流不能超過(guò)兩個(gè)電流表的量程,即I=≤200×10-6 A,解得R3≥20 kΩ.
7.某興趣小組欲通過(guò)測(cè)定工業(yè)污水(含多種重金屬離子)的電阻率來(lái)
判斷某工廠廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)(一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)
值ρ≥200 Ω·m).如圖32所示為該同學(xué)所用盛水容器,其左、
右兩側(cè)面為金屬薄板(電阻極小),其余四面由絕緣材料制成, 圖32
左右兩側(cè)帶有接線柱.容器內(nèi)表面長(zhǎng)a=40 cm,寬b=20 cm,高c=10 cm.將水樣注滿容器后,進(jìn)行以下操作:
(1)分別用多用電表歐姆擋的“×100”、“×1 k”兩擋粗測(cè)水樣的電阻值時(shí),表盤上指針?lè)謩e如圖 38、33所示,則所測(cè)水樣的電阻約為________ Ω.
圖33
(2)為更精確地測(cè)量所取水樣的電阻,該小組從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材:
A.電流表(量程5 mA,電阻RA為50 Ω)
B.電壓表(量程15 V,電阻RV約為10 kΩ)
C.滑動(dòng)變阻器(0~20 Ω,額定電流1 A)
D.電源(12 V,內(nèi)阻約10 Ω)
E.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請(qǐng)?jiān)趯?shí)物圖34中完成電路連接.
圖34
(3)正確連接電路后,閉合開關(guān),測(cè)得一組U、I數(shù)據(jù);再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,重復(fù)上述測(cè)量步驟,測(cè)出一系列數(shù)據(jù)如表所示,請(qǐng)?jiān)谌鐖D35所示的坐標(biāo)紙中作出U-I關(guān)系圖線.
U/V
2.0
3 39、.8
6.8
8.0
10.2
11.6
I/mA
0.73
1.36
2.20
2.89
3.66
4.15
圖35
(4)由以上測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出待測(cè)水樣的電阻率為____ Ω·m.據(jù)此可知,所得水樣在電阻率這一指標(biāo)上________(選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”).
答案 (1)1 750 (2)見解析圖 (3)見解析圖 (4)137.2(120~145) 不達(dá)標(biāo)
解析 (2)因?yàn)橐_測(cè)量電阻值,需要電路中電壓有較大的變化范圍,而滑動(dòng)變阻器阻值又遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻,所以連線時(shí)滑動(dòng)變阻器要用分壓式接法;又因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻已知,則采用電流表內(nèi)接法,電路連接如圖所示.
(3)讓絕大多數(shù)的點(diǎn)在直線上,其余各點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè),如圖所示.
(4)由圖線斜率可知,總電阻為2 794 Ω,又R=R總-RA=2 744 Ω,根據(jù)電阻定律R=ρ,代入數(shù)據(jù)得ρ=137.2 Ω·m,小于200 Ω·m,故不達(dá)標(biāo).
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 6.煤礦安全生產(chǎn)科普知識(shí)競(jìng)賽題含答案
- 2.煤礦爆破工技能鑒定試題含答案
- 3.爆破工培訓(xùn)考試試題含答案
- 2.煤礦安全監(jiān)察人員模擬考試題庫(kù)試卷含答案
- 3.金屬非金屬礦山安全管理人員(地下礦山)安全生產(chǎn)模擬考試題庫(kù)試卷含答案
- 4.煤礦特種作業(yè)人員井下電鉗工模擬考試題庫(kù)試卷含答案
- 1 煤礦安全生產(chǎn)及管理知識(shí)測(cè)試題庫(kù)及答案
- 2 各種煤礦安全考試試題含答案
- 1 煤礦安全檢查考試題
- 1 井下放炮員練習(xí)題含答案
- 2煤礦安全監(jiān)測(cè)工種技術(shù)比武題庫(kù)含解析
- 1 礦山應(yīng)急救援安全知識(shí)競(jìng)賽試題
- 1 礦井泵工考試練習(xí)題含答案
- 2煤礦爆破工考試復(fù)習(xí)題含答案
- 1 各種煤礦安全考試試題含答案