2018-2019學(xué)年高二物理 寒假訓(xùn)練05 測(cè)定金屬的電阻率描繪小燈泡的伏安特性曲線

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1、寒假訓(xùn)練05測(cè)定金屬的電阻率描繪小燈泡的伏安特性曲線1【2018年長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)高三上學(xué)期第二次月考】某同學(xué)要測(cè)量一段未知材料電阻絲的電阻率,已知電阻絲長(zhǎng)度為L(zhǎng),電阻約為20 ,可提供的器材有:A電流表G,內(nèi)阻Rg120 ,滿偏電流Ig3 mAB電流表A,內(nèi)阻約為0.2 ,量程為00.6 AC螺旋測(cè)微器D變阻箱(09999 ,0.5 A)E滑動(dòng)變阻器R(5 ,1 A)F電池組(3 V,0. 05 )G. 一個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干他進(jìn)行了以下操作:(l)用螺旋測(cè)微器測(cè)量這段電阻絲的直徑,如圖所示為螺旋測(cè)微器的示數(shù)部分,則該次測(cè)量測(cè)得電阻絲的直徑d_mm。(2)把電流表G與電阻箱串聯(lián)當(dāng)作電壓表用。這塊“電

2、壓表”最大能測(cè)量3 V的電壓,則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0。(3)圖虛線框中只是他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖的一部分,請(qǐng)將電路圖補(bǔ)畫完整,并根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行正確的電路連線。(4)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某確定位置,電流表G的示數(shù)為I1,電流表A的示數(shù)為I2,請(qǐng)用測(cè)得的物理量和已知量寫出計(jì)算電阻率的表達(dá)式。1【2018年重慶一中高二上學(xué)期期中】(1)圖1螺旋測(cè)微器讀數(shù)為_mm,圖2游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_mm。(2)選擇電流表的量程為0.6 A,則圖3中電流表的讀數(shù)為_ A。(3)某電流表表頭內(nèi)阻Rg為200 ,滿偏電流Ig為2 mA,按如圖4改裝成量程為3 V和15 V的電壓表,其中R1。(4)在“測(cè)繪

3、小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,要求加在小燈泡上的電壓從零開始變化,滑動(dòng)變阻器的連接方式應(yīng)選擇(填“(a)”或“(b)”);圖(c)是某個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,細(xì)實(shí)線是A點(diǎn)切線,圖線中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈絲電阻等于;隨著電壓的增大,燈絲的電阻(填“增大”或“減小”)。2【2018年紅河州高三復(fù)習(xí)統(tǒng)一檢測(cè)】把電流表改裝成電壓表的實(shí)驗(yàn)中,電流表G的滿偏電流Ig為200 A,內(nèi)阻rg在400600 之間。(1)電路如圖所示,利用半偏法測(cè)定電流表G的內(nèi)阻rg,其供選用的器材如下:A滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0200 )B滑動(dòng)變阻器(阻值范圍05000 )C電阻箱(阻值范圍0999 )D電阻箱(阻值范圍099999 )

4、依據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,R1最好選用_、R2最好選用_。(填入選用器材前面的字母代號(hào))(2)該實(shí)驗(yàn)操作的步驟有:A接通S1,調(diào)節(jié)電阻R1,使電流表G指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度B接通S2,調(diào)節(jié)電阻R2,使電流表G指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半C讀出R2的阻值,即認(rèn)為rg_用此方法測(cè)得電流表內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比_。(填“偏大”或“偏小”或“相等”)(3)由此實(shí)驗(yàn)測(cè)出電流表內(nèi)阻rg500 ,現(xiàn)通過(guò)串聯(lián)一個(gè)49.5 k的電阻把它改裝成為一個(gè)電壓表,則該電壓表的量程為_V;如果用改裝后的電壓表進(jìn)行測(cè)量(已校準(zhǔn))表頭示數(shù)如圖所示,則測(cè)得的電壓值是_V。3【2018年湖北省沙市中學(xué)高二上學(xué)期第二次雙周考】一塊表頭被燒壞的雙量程電壓

5、表,其內(nèi)部電路如圖甲所示,但測(cè)得R12.8 k、R214.8 k是完好的?,F(xiàn)用滿偏電流和表盤刻度相同的一塊新表頭G0替代G,已知新表頭G0的滿偏電流為1 mA,內(nèi)阻為150 ,且有三個(gè)精密定值電阻r150 ,r2100 ,r3150 。若在保留R1、R2的情況下,對(duì)電壓表進(jìn)行修復(fù),請(qǐng)完成下列問(wèn)題:(1)原表頭的內(nèi)阻rg_ ;(2)在圖乙虛線框中畫出修復(fù)后雙量程電壓表的電路(標(biāo)出所選用的相應(yīng)器材符號(hào))_;(3)修復(fù)后校準(zhǔn)完,連接015 V量程測(cè)量時(shí),某次表盤指針偏轉(zhuǎn)如圖丙所示,其電壓示數(shù)應(yīng)為V。(讀到小數(shù)點(diǎn)后一位)4【2018年玉溪市華培教育集團(tuán)期中高二聯(lián)考】熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件。

6、現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線(伏安特性曲線是指用電器的電流I與所加電壓U的關(guān)系在UI坐標(biāo)中所作出的圖線),要求特性曲線盡可能完整,實(shí)驗(yàn)用的原理圖如圖所示。已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約45 。熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中,杯內(nèi)有一定量的冷水,其他備用的儀表和器具有:盛有熱水的熱水杯電源(3 V、內(nèi)阻可忽略)直流電流表(內(nèi)阻約1 )直流電壓表(內(nèi)阻約5 k)滑動(dòng)變阻器(020 )開關(guān)、導(dǎo)線若干請(qǐng)?jiān)诳崭駜?nèi)填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容:(1)往保溫杯中加入一些熱水,待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出_的值;(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,快速讀出_的值;(3)重復(fù)(1)(2),測(cè)量不同_下的數(shù)據(jù);(4)繪出各測(cè)量溫

7、度下熱敏電阻的_。5【2018年遵義航天高級(jí)中學(xué)高三第四次模擬】要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有“2.5 V 0.6 W”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加,并便于操作。已選用的器材有:A電池組(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻約1 )B電壓表V(量程03 V,內(nèi)阻RV約為l0 k)C電流表G(量程03 mA,內(nèi)阻Rgl00 )D電流表A(量程03 A,內(nèi)阻約為0.5 )E定值電阻R30.5 F開關(guān)1個(gè)、導(dǎo)線若干(1)為了比較準(zhǔn)確測(cè)量除上述器材中的A、B、F外還應(yīng)選用_。(填字母代號(hào))(2)實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選下列中的_。(填字母代號(hào))A滑動(dòng)變阻器(最大阻值20 ,額定電流1 A)B滑動(dòng)變阻器(最大

8、阻值1750 ,額定電流0.3 A)(3)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示。如果將這個(gè)小燈泡接到電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,內(nèi)阻為5 的電源兩端,小燈泡消耗的功率是_W。6【2018年福建省師大附中高二上學(xué)期期中】為了描繪一個(gè)“12 V 6 W”的小燈泡的伏安特性曲線,提供以下器材:直流電源E:15V,內(nèi)阻不計(jì)電流表A:量程分別為00.6A和03A,內(nèi)阻約為2 電壓表V:量程分別為03 V和015 V,內(nèi)阻約為2 k滑動(dòng)變阻器R:最大阻值為20 ,允許通過(guò)的最大電流為1 A開關(guān)一個(gè);導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可從0V調(diào)到12V。(1)根據(jù)小燈泡的規(guī)格,電流表應(yīng)選擇量程_,電壓表應(yīng)選擇量程

9、_;(2)在圖甲所示的方框里畫出符合本實(shí)驗(yàn)要求的電路圖,并根據(jù)電路圖連接圖乙所示的實(shí)物圖;甲乙丙丁(3)某次測(cè)量時(shí),電流表指針位置如圖丙所示,電流表讀數(shù)為_A,已知小燈泡的福安特性曲線如圖丁所示,則此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為_W。7【2018年大慶市鐵人中學(xué)高二上學(xué)期期中】某同學(xué)在進(jìn)行擴(kuò)大電流表量程的實(shí)驗(yàn)時(shí),需要知道電流表的滿偏電流和內(nèi)阻。他設(shè)計(jì)了一個(gè)用標(biāo)準(zhǔn)電流表G1來(lái)校對(duì)待測(cè)電流表G2的滿偏電流和測(cè)定G2內(nèi)阻的電路,如圖所示。已知G1的量程略大于G2的量程,圖中R1為滑動(dòng)變阻器,R2為電阻箱。該同學(xué)順利完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程包含以下步驟,其合理的順序依次為_(填步驟的字母代號(hào));A合上開

10、關(guān)S2B分別將R1和R2的阻值調(diào)至最大C記下R2的最終示數(shù)D反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2的阻值,使G1的示數(shù)仍為I1,使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半,此時(shí)R2的示數(shù)為rE合上開關(guān)S1F調(diào)節(jié)R1使G2的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度,此時(shí)G1的示數(shù)為I1,記下此時(shí)G1的示數(shù)(2)僅從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理上看,用上述方法得到的G2內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比_(選填“偏大”“偏小”或“相等”);(3)若要將G2的量程擴(kuò)大為I,并結(jié)合前述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量的結(jié)果,寫出需在G2上并聯(lián)的分流電阻Rs的表達(dá)式,Rs_。8【2018年武邑中學(xué)高二上學(xué)期第三次月考】在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑,用米尺測(cè)出金屬絲的長(zhǎng)度,

11、金屬絲的電阻大約為5 ,先用伏安法測(cè)出金屬絲的電阻R,然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率。為此取來(lái)兩節(jié)新的干電池、開關(guān)和若干導(dǎo)線及下列器材:A電壓表03 V,內(nèi)阻10 kB電壓表015 V,內(nèi)阻50 kC電流表00.6 A,內(nèi)阻0.05 D電流表03 A,內(nèi)阻0.01 E滑動(dòng)變阻器,010 F滑動(dòng)變阻器,0100 (1)要求較準(zhǔn)確地測(cè)出其阻值,電壓表應(yīng)選_,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_。(填序號(hào))(2)實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖所示,請(qǐng)指出該同學(xué)實(shí)物接線中的兩處明顯錯(cuò)誤。錯(cuò)誤1:_;錯(cuò)誤2:_。(3)實(shí)驗(yàn)中某組電壓表的示數(shù)如圖A所示,則UV,電流表的示數(shù)如圖B所示,則IA。(4)若用L表示金屬絲的長(zhǎng)

12、度,d表示直徑,測(cè)得電阻為R,請(qǐng)寫出計(jì)算金屬絲電阻率的表達(dá)式。9【2018年長(zhǎng)春雙陽(yáng)區(qū)三中高二期中】某實(shí)驗(yàn)小組想描繪標(biāo)有“12 V 6 W”的小燈泡的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)室中只提供了下列器材:A安培表A1量程(00.5 A,r10.5 )B安培表A2量程(00.6 A,r20.3 )C電阻箱R(0999.9 )D滑動(dòng)變阻器R1(010 ,5 A)E電源電動(dòng)勢(shì)15 V;內(nèi)阻不計(jì);開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干為了減小描繪小燈泡在012 V電壓下的伏安特性曲線的誤差,要求電表的讀數(shù)既要不超過(guò)表盤的最大刻度,又要求讀數(shù)最大值達(dá)到滿刻度的一半以上,請(qǐng)你完成以下項(xiàng)目:(1)設(shè)計(jì)一個(gè)滿足要求的實(shí)驗(yàn)電路圖,畫在如圖虛線框

13、內(nèi)。(2)若安培表A1的讀數(shù)為I1,其內(nèi)阻為r1,安培表A2的讀數(shù)為I2,電阻箱的阻值為R,寫出燈泡電阻RL的表達(dá)式RL。測(cè)量值真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)該同學(xué)描繪出的IU圖象應(yīng)是下圖中的。寒假訓(xùn)練05測(cè)定金屬的電阻率描繪小燈泡的伏安特性曲線1【答案】(1)0.2640.267 (2)880 (3)如圖所示 (4) d2(RE+RD)4L(I2-I1)【解析】(1)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為:0+0.0126.5mm=0.265mm;(2)根據(jù)歐姆定律得,R0=UmaxImax-Rg=(3310-3-120)=880;(3)電流表采取外接法測(cè)量誤差較小,因?yàn)楦难b后的電壓表測(cè)量的是電

14、阻絲的準(zhǔn)確電壓,用電流表的電流減去電流表G的電流為通過(guò)電阻絲的準(zhǔn)確電流若限流,電壓表變化范圍約在2.4V-3V之間,誤差較大所以采用滑動(dòng)變阻器分壓式接法誤差較小,電路圖如圖;(4)根據(jù)歐姆定律得,Rx=I1(Rg+R0)I2-I1,根據(jù)電阻定律得,Rx=1【答案】(1)0.900 14.50 (2)0.35 (3)1300 (4)(a) 10 增大【解析】(1)圖1螺旋測(cè)微器讀數(shù)為:0.5mm+0.01mm40.0=0.900mm,圖2游標(biāo)卡尺讀數(shù)為:1.4cm+0.05mm10=14.50mm。(2)選擇電流表的量程為0.6A,最小刻度為0.02A,則圖3中電流表的讀數(shù)為0.35A。(3)表

15、頭滿刻度電壓值為Ug=IgRg=200210-3V=0.4V,量程為3V時(shí),要串聯(lián)的電阻R1為:R1=U1-UgIg=3-0.4210-3=1300;(4)要使加在小燈泡上的電壓從零開始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇分壓電路,則連接方式應(yīng)選擇 (a);圖(c)小燈泡的伏安特性曲線中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的燈絲電阻等于R=UI=20.2=10;因I-U圖像的斜率等于電阻的倒數(shù),則隨著電壓的增大,圖像的斜率減小,則燈絲的電阻增大。2【答案】(1)D C (2)R2偏小 (3)10 6.0【解析】(1)根據(jù)“半偏法”的實(shí)驗(yàn)原理可知,為使干路電流保持不變,應(yīng)使電阻箱的阻值越大越好,所以R1應(yīng)選擇電阻箱D;根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,

16、電阻箱R2應(yīng)選擇與待測(cè)電流表內(nèi)阻接近且略大一點(diǎn)的電阻箱C;(2)半偏法測(cè)電阻先只閉合S1,達(dá)到電流表滿偏,再并聯(lián)電阻箱電流表半偏,則電阻箱的阻值R2等于電流表內(nèi)阻rg;(3)根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可知,當(dāng)閉合S2后,電阻箱與電流表的并聯(lián)電阻會(huì)變小,所以干路電流應(yīng)增大,導(dǎo)致當(dāng)電流表的示數(shù)半偏時(shí)通過(guò)電阻箱的電流應(yīng)大于電流表的示數(shù),再根據(jù)歐姆定律可知電阻箱的電阻應(yīng)小于電流表內(nèi)阻,所以測(cè)量值偏小;(4)根據(jù)表頭串聯(lián)電阻分壓得,改裝的電壓表量程應(yīng)為:UV=Ig(rg+R串)=20010-6(500+49500)=10V;因改裝后的電壓表量程為10V,所以電壓表的讀數(shù)為:U=10200120=6.0V。3【答案】

17、(1)200 (3)9.3 (2)如圖所示【解析】(1)由圖示電路圖可知,電壓表量程:Ig(rg+R1)=3V,Ig(rg+R2)=15V,由以上兩式解得:rg=200。(2)修復(fù)電壓表,表頭滿偏電流為,Ig=1mA,電阻應(yīng)為:rg=200,需要的實(shí)驗(yàn)器材為:G0、r1即將G0、r1串聯(lián)在電路中使用,即可得到200的內(nèi)阻;電路圖如圖所示。(3)由題意可知,電表的量程縮小到10V,由比值可知,1015=6.2U,解得:U=9.3V。4【答案】(1)溫度計(jì) (2)電流表和電壓表 (3)溫度 (4)伏安特性曲線【解析】由題意可知,本實(shí)驗(yàn)是研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線,故應(yīng)測(cè)出溫度及電流電壓

18、值;并多次實(shí)驗(yàn);故實(shí)驗(yàn)的步驟應(yīng)為:(1)往保溫杯中加入一些熱手,待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)的值;(2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,快速讀出電流表和電壓表的值;(3)重復(fù)以上步驟,測(cè)出不同溫度下數(shù)據(jù);(4)繪出不同溫度下熱敏電阻的伏安特性曲線。5【答案】(1)CE (2)A (3)0.1【解析】(1)燈泡的額定電流為:I=PU=0.62.5A=0.24A,電流表A(量程0-3A,內(nèi)阻約為0.5)的量程太大,因此需要將電流計(jì)電流表G(量程0-3mA,內(nèi)阻Rg=l00)與定值電阻R3進(jìn)行擴(kuò)程,擴(kuò)程后的量程為:I=Ig+RgIgR3=0.603A可以滿足需求,因此還應(yīng)選用C、E。(2)因?qū)嶒?yàn)中采用分壓接法,故滑動(dòng)變阻

19、器應(yīng)選擇小電阻,故選A。(3)在圖中作出電源的伏安特性曲線,如圖所示。交點(diǎn)為燈泡的工作點(diǎn),由圖可知,電流為0.1A;電壓為1.0V;則燈泡的功率P=UI=10.1=0.1W。6【答案】(1)00.6 A 015 V (2)如圖所示(3)0.40 2.40【解析】(1)小燈泡的規(guī)格是“12V、6W”,燈泡的額定電壓Ue=12V,燈泡的額定電流Ie=PeUe=612A=0.5A;所以電流表應(yīng)選擇量程00.6 A,電壓表應(yīng)選擇量程015 V。(2) 實(shí)驗(yàn)時(shí)要求加在燈泡兩端的電壓可從0V調(diào)到12V,則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法;燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=UeIe=120.5=24,燈泡電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)

20、阻,測(cè)量電路采用電流表的外接法;電路如圖,實(shí)物連接如圖。(3)電流表的分度值是0.02A,電流表指針位置如圖所示,電流表讀數(shù)為0.40A;由燈泡的伏安特性曲線知,燈泡此時(shí)的電壓為6.0V,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率P=UI=6.00.40W=2.4W7【答案】(1)BEFADC (2)相等 (3)I1rI-I1【解析】(1)先把各電阻調(diào)到最大值,再把標(biāo)準(zhǔn)電流表單獨(dú)較準(zhǔn)與電表串聯(lián)得到最大電流值,再用半偏法測(cè)其內(nèi)阻,由此得順序?yàn)锽EFADC。(2)調(diào)節(jié)R1、R2,電流達(dá)到半偏時(shí),兩并聯(lián)支路電阻相等。(3)擴(kuò)大量程要并聯(lián)電阻分流,并聯(lián)的電阻為:RsUgI-Ig=I1rI-I1。8【答案】(1)A E (2

21、)錯(cuò)誤1:導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上錯(cuò)誤2:采用了電流表內(nèi)接法 (3)2.10 0.40 (4)Rd24L【解析】(1)兩節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)共為3V,為減小讀數(shù)誤差,選小量程電壓表,故選A;滑動(dòng)變阻器的特點(diǎn)是:電阻大的調(diào)節(jié)精度低,電阻變化快,操作不方便,故選小電阻的,即選E;(2)在連接的電路中的兩處錯(cuò)誤是:導(dǎo)線連接在滑動(dòng)變阻器的滑片上了;采用了電流表內(nèi)接法,電壓表的 “+3”接線柱應(yīng)該接在電鍵的左接線柱上(3)電壓表的示數(shù)U=2.10V ,電流表的示數(shù)I=040A。(4)由歐姆定律可知,待測(cè)金屬絲電阻R=UI,由電阻定律可知,R=LS=L(d2)2,則金屬絲電阻率=Rd24L。9【答案】(1)

22、如圖所示 (2) UI1=I2RI1-r1-R等于 (3)B【解析】(1)由題意可知,本實(shí)驗(yàn)測(cè)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法;題目沒(méi)有給出電壓表,故只能采用電流表,而電表的讀數(shù)既要不超過(guò)表盤的最大刻度,又要求讀數(shù)最大值達(dá)到滿刻度的一半以上;且題目中沒(méi)有給出定值電阻,故只能采用電流表串接的方式,故將燈泡與A1串聯(lián)后再由R并聯(lián),然后與A2串聯(lián);如圖所示。(2)燈泡兩端的電壓等于并聯(lián)部分的電壓減去電流表兩端的電壓;由歐姆定律可知:U=(I2-I1)R-I1r1;燈泡中電流為I1,則可知,電阻RL=UI1=I2RI1-r1-R;故于電流表內(nèi)阻已知,實(shí)驗(yàn)中考慮到了電流表內(nèi)阻,故本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有系統(tǒng)誤差,故測(cè)量值等于真實(shí)值。(3)I-U圖象中圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),而燈泡電阻隨溫度的增大而增大,所以正確的圖象應(yīng)為B。11

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