《(浙江選考)2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第3講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)學(xué)案.docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江選考)2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 實(shí)驗(yàn)與探究 第3講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)學(xué)案.docx(18頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第3講 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(一)
實(shí)驗(yàn)7:測繪小燈泡的伏安特性曲線
一、實(shí)驗(yàn)原理
用電流表測出流過小燈泡的電流,用電壓表測出小燈泡兩端的電壓,測出多組(U,I)值,在I-U坐標(biāo)系中描出各對應(yīng)點(diǎn),用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連起來.
二、實(shí)驗(yàn)電路圖及器材
如圖1所示.
圖1
小燈泡(3.8V,0.3A)或(2.5V,0.6A)一個(gè)、電壓表(0~3V~15V)與電流表(0~0.6A~3A)各一個(gè)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω)一個(gè)、學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆.
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.確定電表量程,按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路.
2.將滑動(dòng)變阻器滑片滑到a端,閉合開關(guān),使電壓從0開始變化.
3.移動(dòng)滑片,測出多組不同的電壓與電流值.
4.在坐標(biāo)紙上以I為縱軸,以U為橫軸,建立坐標(biāo)系.在坐標(biāo)紙上描出各組數(shù)據(jù)所對應(yīng)的點(diǎn),將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來,就得到小燈泡的伏安特性曲線.
5.拆除電路,整理器材.
四、實(shí)驗(yàn)器材選取
1.原則:(1)安全;(2)精確;(3)操作方便.
2.具體要求
(1)電源允許的最大電流不小于電路中的實(shí)際最大電流.干電池中電流一般不允許超過0.6A.
(2)用電器的額定電流不能小于通過該用電器的實(shí)際最大電流.
(3)電壓表或電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值.
(4)電壓表或電流表的指針應(yīng)偏轉(zhuǎn)到滿刻度的以上.
(5)從便于操作的角度來考慮,限流式接法要選用與待測電阻阻值相近的滑動(dòng)變阻器,分壓式接法要選用較小阻值的滑動(dòng)變阻器.
五、電流表內(nèi)接法與外接法的比較
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=Ux+UA
電壓表分流
I測=Ix+I(xiàn)V
電阻
測量值
R測==Rx+RA>Rx
測量值大于真實(shí)值
R測==
時(shí),用電流表內(nèi)接法.
七、滑動(dòng)變阻器的限流式接法和分壓式接法的比較
限流式接法
分壓式接法
兩種接法的電路圖
負(fù)載R上電壓的調(diào)節(jié)范圍
(電源內(nèi)阻不計(jì))
≤U≤E
0≤U≤E
負(fù)載R上電流的調(diào)節(jié)范圍
(電源內(nèi)阻不計(jì))
≤I≤
0≤I≤
八、滑動(dòng)變阻器兩種接法的適用條件
1.限流式接法適合測量阻值較小的電阻(跟滑動(dòng)變阻器的最大電阻相比相差不多或比滑動(dòng)變阻器的最大電阻還小).
2.分壓式接法適合測量阻值較大的電阻(一般比滑動(dòng)變阻器的最大電阻要大).
九、常用電表的讀數(shù)
對于電壓表和電流表的讀數(shù)問題,首先要弄清電表量程,即指針指到最大刻度時(shí)電表允許的最大電壓或電流,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)0~3V的電壓表和0~3A的電流表的讀數(shù)方法相同,此量程下的精確度分別是0.1V和0.1A,看清楚指針的實(shí)際位置,讀到小數(shù)點(diǎn)后面兩位.
(2)對于0~15V量程的電壓表,精確度是0.5V,在讀數(shù)時(shí)只要求讀到小數(shù)點(diǎn)后面一位,即讀到0.1V.
(3)對于0~0.6A量程的電流表,精確度是0.02A,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0.01A.
十、注意事項(xiàng)
1.實(shí)驗(yàn)前檢查電表指針是否指零,不指零時(shí),要先調(diào)零.
2.電流表外接,滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法.
3.在小燈泡電壓接近額定值時(shí),要緩慢增加電壓.
4.作I-U圖象時(shí),注意坐標(biāo)軸單位長度的選取,應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi),不要畫成折線.
例1 (2018新力量聯(lián)盟期末)某課外物理研究學(xué)習(xí)小組準(zhǔn)備探究一小燈泡的伏安特性,其標(biāo)稱功率值為0.75W,額定電壓值已模糊不清.他們想測定其額定電壓值,于是先用歐姆表直接測出該燈泡的電阻約為2Ω,然后根據(jù)公式計(jì)算出該燈泡的額定電壓U==V≈1.22V.他們懷疑所得電壓值不準(zhǔn)確,于是,設(shè)計(jì)了一個(gè)電路,測量通過小燈泡的電流和它兩端的電壓,并根據(jù)測量數(shù)據(jù)來描繪小燈泡的U-I圖線,進(jìn)而分析燈泡的額定電壓.
電源采用兩節(jié)干電池組成的電池組;
雙量程電壓表(中間接線柱3V,右邊接線柱15V);
雙量程電流表(中間接線柱0.6A,右邊接線柱3A).
(1)甲同學(xué)選擇合適的器材,連好實(shí)物圖如圖2所示,乙同學(xué)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了幾處錯(cuò)誤,請指出其中的2處:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
圖2
(2)甲同學(xué)正確調(diào)整電路后,共測得以下8組數(shù)據(jù),已在圖3坐標(biāo)紙上描好了點(diǎn),請?jiān)谧鴺?biāo)紙上完成U-I圖象.
序號
電壓/V
電流/mA
1
0.00
0
2
0.20
80
3
0.60
155
4
1.00
195
5
1.40
227
6
1.80
255
7
2.20
279
8
2.70
310
圖3
(3)由圖象得出該燈泡的額定電壓應(yīng)為________V,這一結(jié)果大于1.22V,其原因是________________________________________________________________________.
答案 (1)①滑動(dòng)變阻器采用了限流式接法
②電流表采用了內(nèi)接法
(2)如圖所示
(3)2.5(2.4~2.6均可) 燈泡的常溫電阻小于正常工作時(shí)的電阻(或燈泡電阻隨溫度升高而變大).
變式1 在某次“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,所選用的實(shí)驗(yàn)器材有
A.小燈泡“2.5V 0.2A”
B.電流表0~0.6A~3A(內(nèi)阻約1Ω)
C.電壓表0~3V~15V(內(nèi)阻很大)
D.滑動(dòng)變阻器“2A 10Ω”
E.電源(兩節(jié)干電池)
F.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
圖4
(1)在實(shí)驗(yàn)時(shí)小杰同學(xué)采用了如圖4所示的實(shí)物電路,則具體實(shí)驗(yàn)操作前,該電路需改進(jìn)的地方有________________________________________________________________________.
(2)在方框中畫出正確的電路圖.
(3)當(dāng)開關(guān)閉合后,滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)過程中,燈泡始終不亮,但電壓表有示數(shù),則可能出現(xiàn)的故障是________.
A.小燈泡燈絲斷了
B.連接電源的導(dǎo)線斷開
C.電流表上某個(gè)接線柱與導(dǎo)線斷開
D.開關(guān)接觸不良造成斷路
答案 (1)電流表應(yīng)外接 電流表應(yīng)選0.6A量程 滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最左側(cè) (2)如圖所示 (3)A
解析 (1)由于電壓表內(nèi)阻與小燈泡電阻的比值大于小燈泡電阻與電流表內(nèi)阻的比值,故電流表要外接;小燈泡額定電流為0.2A,電流表應(yīng)選0.6A量程;合上開關(guān)前,為了保護(hù)電表,測量電路電壓應(yīng)最小,故滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最左側(cè).(3)電壓表有示數(shù)說明電壓表到電源是接通的,A正確.
變式2 為描繪小燈泡L(2.5V 1.0W)的伏安特性曲線,某同學(xué)根據(jù)如下可供選擇的器材設(shè)計(jì)了如圖5所示的電路(電路還沒有完全接好),可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材如下:
圖5
A.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約1Ω)
B.電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.滑動(dòng)變阻器(200Ω,0.3A)
D.滑動(dòng)變阻器(5Ω,2A)
E.電池組(電動(dòng)勢約3V,內(nèi)阻未知)
F.開關(guān),帶夾子的導(dǎo)線若干
G.待測小燈泡
(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填“C”或“D”),請以筆畫線代替導(dǎo)線將尚未連接好的電壓表連入電路中.
(2)在該同學(xué)連接最后一根導(dǎo)線的c端到直流電源正極之前,請指出其中僅有的兩個(gè)不當(dāng)之處:Ⅰ.__________________;Ⅱ.____________________.
(3)改正上述兩個(gè)不當(dāng)之處后,他在測量中發(fā)現(xiàn),無論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,電壓表和電流表的示數(shù)均不能取到較小值,其原因可能是導(dǎo)線________(填圖中導(dǎo)線代號)沒有連接好.
答案 (1)D 如圖所示
(2)連電路時(shí)沒有斷開開關(guān) 滑動(dòng)變阻器的滑片沒有移至b端 (3)③
變式3 (2016浙江4月選考18)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,小燈泡額定電壓為2.5V、電流為0.3A.
圖6
(1)部分連線的實(shí)物圖如圖6甲所示,請?jiān)趫D中完成實(shí)物連接圖.
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.18A時(shí),電壓表的指針如圖乙所示,則電壓為________V,此時(shí)小燈泡的功率是________W.
(3)正確測量獲得的伏安特性曲線是下列圖象中的________(填字母).
A B
C D
答案 (1)見解析圖 (2)1.50 0.27 (3)C
解析 (1)如圖所示.
(2)電壓表的示數(shù)為1.50V,功率P=UI=0.27W.
(3)溫度變高,電阻變大,所以答案為C.
變式4 某學(xué)習(xí)小組探究一小電珠在不同電壓下的電功率大小,實(shí)驗(yàn)器材如圖7甲所示,現(xiàn)已完成部分導(dǎo)線的連接.
(1)實(shí)驗(yàn)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中,電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大,請按此要求用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲實(shí)物接線圖中完成余下導(dǎo)線的連接;
圖7
(2)某次測量,電流表指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示,則電流表的示數(shù)為________A;
(3)該小組描繪出的伏安特性曲線如圖丙所示,根據(jù)圖線判斷,將________只相同的小電珠并聯(lián)后,直接與電動(dòng)勢為3V、內(nèi)阻為1Ω的電源組成閉合回路,可使小電珠的總功率最大,其總功率的值約為________W(保留兩位小數(shù)).
答案 (1)連線如圖
(2)0.44 (3)4 2.28
解析 (1)要求滑動(dòng)變阻器的滑片從左到右移動(dòng)過程中,電流表的示數(shù)從零開始逐漸增大,因此滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法,小電珠電阻較小,電流表要外接.
(2)電流表分度值為0.02A,可知讀數(shù)為0.44A.
(3)當(dāng)電源的內(nèi)阻與電路外電阻相等時(shí),電源的輸出功率最大,此時(shí)路端電壓為1.5V,外接總電阻為1Ω,由題圖丙可知,當(dāng)小電珠電壓為1.5V時(shí),電流為0.38A,此時(shí)小電珠的電阻為R==Ω≈4Ω,因此小電珠個(gè)數(shù)為n===4,小電珠的總功率為P=4UI=41.50.38W=2.28W.
實(shí)驗(yàn)8:探究導(dǎo)體電阻與其影響因素(包括材料)的關(guān)系
一、實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d,計(jì)算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計(jì)算出金屬絲的電阻率.
把金屬絲接入電路中,用伏安法測金屬絲的電阻R.
二、實(shí)驗(yàn)電路圖及實(shí)物圖
如圖8所示,
圖8
被測金屬絲,直流電源(4V),電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V),滑動(dòng)變阻器(50Ω),開關(guān),導(dǎo)線若干,游標(biāo)卡尺,毫米刻度尺.
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.在被測金屬絲上的三個(gè)不同位置各測一次直徑,求出其平均值d.
2.接好用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)電路.
3.用毫米刻度尺測量接入電路中的被測金屬絲的有效長度,反復(fù)測量三次,求出其平均值l.
4.把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置.
5.閉合開關(guān),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.將測得的Rx、l、d值,代入Rx=ρ和S=中,計(jì)算出金屬絲的電阻率.
四、數(shù)據(jù)處理
1.在求Rx的平均值時(shí)可用兩種方法
(1)用Rx=分別算出各次的數(shù)值,再取平均值;
(2)用U-I圖線的斜率求出.
2.計(jì)算電阻率將記錄的數(shù)據(jù)Rx、l、d的值代入電阻率計(jì)算式ρ=Rx=.
五、注意事項(xiàng)
1.本實(shí)驗(yàn)中被測金屬絲的電阻值較小,因此實(shí)驗(yàn)電路一般采用電流表外接法.
2.被測金屬絲的有效長度,是指被測金屬絲接入電路的兩個(gè)端點(diǎn)之間的長度,亦即電壓表兩端點(diǎn)間的被測金屬絲長度,測量時(shí)應(yīng)將金屬絲拉直,反復(fù)測量三次,求其平均值.
例2 (2018新高考聯(lián)盟聯(lián)考)小王同學(xué)想要探究導(dǎo)體的電阻除與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)外,還與哪些因素有關(guān),他找來了電阻定律實(shí)驗(yàn)器.電阻定律實(shí)驗(yàn)器規(guī)格:將一根細(xì)銅絲連接在ae間,橫截面積相同的細(xì)鐵絲連接在bf間,再將一根橫截面積相同的鎳鉻絲一端接在g處,接下來拉直后接到c處,再接到d處,最后接在h處.
圖9
(1)為了測定電阻絲的電阻大小,小王經(jīng)分析后,正確地選用了伏安法中的變阻器的分壓式接法、電流表的外接法.在測量細(xì)銅絲電阻時(shí)的實(shí)物連接如圖9所示,閉合開關(guān)S前請老師檢查,老師指出圖中標(biāo)示的①、②兩根連線有一處錯(cuò)誤,錯(cuò)誤連線是________(選填“①”或“②”);圖中標(biāo)示的③、④和⑤三根連線有一處錯(cuò)誤,錯(cuò)誤連線是________(選填“③”“④”或“⑤”).
(2)接下來某次測量中(已采用正確的測量電路),小王將導(dǎo)線⑥連接在g上,導(dǎo)線⑦連接在c上,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片多次測量得電阻R1.再將導(dǎo)線⑦連接到h處,多次測量得電阻R2.小王認(rèn)為,若R2=2R1,則說明導(dǎo)體的電阻在其他因素不變的情況下,與長度成正比.你認(rèn)為上述操作中存在的問題是:__________________________________________(指出問題即可).
(3)“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)方法與下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法是相同的________.
A.探究合力與分力的關(guān)系
B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
C.探究做功與速度變化的關(guān)系
D.探究小燈泡的伏安特性曲線
答案 (1)①?、堋?2)沒有考慮cd間的電阻 (3)B
變式5 (2017浙江4月選考18)小明用電學(xué)方法測量電線的長度.首先,小明測得電線銅芯的直徑為1.00mm,估計(jì)其長度不超過50m(已知銅的電阻率為1.7510-8Ωm).現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材:①量程為3V、內(nèi)阻約為3kΩ的電壓表;②量程為0.6A、內(nèi)阻約為0.1Ω的電流表;③阻值為0~20Ω的滑動(dòng)變阻器;④內(nèi)阻可忽略、輸出電壓為3V的電源;⑤阻值為R0=4.30Ω的定值電阻,開關(guān)和導(dǎo)線若干.
小明采用伏安法測量電線電阻,正確連接電路后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,電流表的示數(shù)從0開始增加,當(dāng)示數(shù)為0.50A時(shí),電壓表示數(shù)如圖10甲所示,讀數(shù)為______V.根據(jù)小明測量的信息,圖乙中P點(diǎn)應(yīng)該________(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”),Q點(diǎn)應(yīng)該________(選填“接a”“接b”“接c”或“不接”).小明測得的電線長度為______m.
甲 乙
圖10
答案 2.50 接b 接a 31.4
解析 電壓表量程為3V,最小分度為0.1V,應(yīng)估讀到0.01V,即讀數(shù)為2.50V;由題意知實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示:
根據(jù)Rx+R0=,Rx=ρ,S=,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得L=31.4m.
1.在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,有兩節(jié)新的干電池、開關(guān)、若干導(dǎo)線和待測金屬管(其阻值約為5Ω)及下列器材:
A.電壓表0~3V,內(nèi)阻約10kΩ
B.電壓表0~15V,內(nèi)阻約50kΩ
C.電流表0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Ω
D.電流表0~3A,內(nèi)阻約0.01Ω
E.滑動(dòng)變阻器,0~10Ω
F.滑動(dòng)變阻器,0~100Ω
(1)要求較準(zhǔn)確地測出其阻值,電壓表應(yīng)選__________,電流表應(yīng)選__________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________;(填序號)
(2)實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)的實(shí)物接線如圖1所示,請指出接線中的兩處明顯錯(cuò)誤.
圖1
錯(cuò)誤1:________________________________________________________________________;
錯(cuò)誤2:________________________________________________________________________.
答案 (1)A C E (2)導(dǎo)線連接在了滑動(dòng)變阻器的滑片上 采用了電流表內(nèi)接法
解析 (1)由于兩節(jié)干電池的電動(dòng)勢為3V,所以電壓表應(yīng)選A;由于通過金屬管的最大電流約為Im==A=0.6A,所以電流表應(yīng)選C;由于待測金屬管的阻值約為5Ω,滑動(dòng)變阻器F阻值太大,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E.
(2)由于待測金屬管阻值遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻,所以電流表應(yīng)用外接法,連線圖中的兩處明顯錯(cuò)誤分別是:
錯(cuò)誤1:導(dǎo)線連接在了滑動(dòng)變阻器的滑片上;
錯(cuò)誤2:采用了電流表內(nèi)接法.
2.(2018題型示例)小明對2B鉛筆芯的導(dǎo)電性能感興趣,于是用伏安法測量其電阻值.
(1)圖2甲是部分連接好的實(shí)物電路圖,請用電流表外接法完成接線并在圖中畫出.
圖2
(2)小明用電流表內(nèi)接法和外接法分別測量了同一段2B鉛筆芯的伏安特性,并將得到的電流、電壓數(shù)據(jù)描到U-I圖上,如圖乙所示.在圖中,由電流表外接法得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用________(選填“○”或“”)表示的.
(3)請你選擇一組數(shù)據(jù)點(diǎn),在圖上用作圖法作圖,并求出這段鉛筆芯的電阻為________.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
答案 (1)見解析圖 (2) (3)見解析圖 用“”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí),電阻為1.2Ω(1.1~1.3Ω均可),用“○”表示的數(shù)據(jù)連線時(shí),電阻為1.6Ω(1.5~1.7Ω均可)
解析 (1)連線如圖(a)所示.
(2)U-I圖象如圖(b)所示,U-I圖象的斜率的大小表示電阻的阻值,而用電流表內(nèi)接法時(shí)測得的電阻偏大,外接法時(shí)測得的電阻偏小,所以外接法的數(shù)據(jù)點(diǎn)是用“”表示的.
(3)所作圖象如圖(b)所示,在U-I圖象上,選用外接法所得的“”連線,則R==1.2Ω,選用內(nèi)接法所得的“○”連線,則R==1.6Ω.
3.(2018浙江11月選考18)為了比較精確地測定阻值未知的定值電阻Rx,小明設(shè)計(jì)了如圖3所示的電路.
圖3
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),閉合開關(guān)S,滑動(dòng)變阻器的滑片滑至合適位置保持不變,將c點(diǎn)先后與a、b點(diǎn)連接,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化較大,電流表示數(shù)基本不變,則測量時(shí)應(yīng)將c點(diǎn)接________(選填“a點(diǎn)”或“b點(diǎn)”),按此連接測量,測量結(jié)果________(選填“小于”、“等于”或“大于”)Rx的真實(shí)值.
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的6組數(shù)據(jù),在圖4中描點(diǎn),作出了2條圖線,你認(rèn)為正確的是________(選填“①”或“②”),并由圖線求出電阻Rx=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
圖4
答案 (1) a點(diǎn) 小于 (2)② 7.5
解析 (1)由題中表述知,c先后與a、b試觸,電壓表示數(shù)變化比較大,故電流表的電阻對電路影響比較大,所以應(yīng)該使用電流表外接法,即接a點(diǎn),由R=知測量值比真實(shí)值偏小.
(2)根據(jù)電路的接法,當(dāng)電流為零時(shí)電壓表示數(shù)也為0,故圖線過原點(diǎn),選②,由I-U圖象的斜率的倒數(shù)即為電阻阻值可知Rx=7.5Ω.
4.要測繪一個(gè)標(biāo)有“3V 0.6W”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到3V.
(1)實(shí)驗(yàn)的電路圖應(yīng)選用下列圖中的____________(填字母代號)
(2)實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖5所示,當(dāng)小燈泡的電壓為1.0 V,其電阻為______Ω,由圖可得,當(dāng)電壓U>1 V后,小燈泡電阻R隨溫度T的升高而_______(選填“增大”或“減小”).
圖5
答案 (1)D (2)10 增大
解析 (1)要使燈泡兩端的電壓由0逐漸增加到3V,測繪小燈泡的伏安特性曲線應(yīng)采用分壓式接法,同時(shí)因燈泡內(nèi)阻較小,故電流表采用外接法,故電路圖應(yīng)選擇D;
(2)由題圖可知,當(dāng)電壓為1.0V時(shí),電流為0.10A,則由歐姆定律可知:R==Ω=10Ω;U>1V后,I-U圖象上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù).由題圖可知,此斜率越來越小,說明電阻在增大.
5.在“探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,為了探究3根材料未知、橫截面積均為S=0.20mm2的金屬絲a、b、c的電阻率,采用如圖6所示的實(shí)驗(yàn)電路.M為金屬絲c的左端點(diǎn),O為金屬絲a的右端點(diǎn),P是金屬絲上可移動(dòng)的接觸點(diǎn).在實(shí)驗(yàn)過程中,電流表讀數(shù)始終為I=1.25A,電壓表讀數(shù)U隨OP間的距離x的變化如下表:
圖6
x/mm
600
700
800
900
1000
1200
1400
U/V
4.00
4.50
5.10
5.90
6.50
6.65
6.82
x/mm
1600
1800
2000
2100
2200
2300
2400
U/V
6.93
7.02
7.15
7.85
8.50
9.05
9.75
(1)繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線;
(2)求出金屬絲的電阻率ρ,并進(jìn)行比較.
答案 見解析
解析 (1)以O(shè)P間距離x為橫軸,以電壓表讀數(shù)U為縱軸,描點(diǎn)、連線繪出電壓表讀數(shù)U隨OP間距離x變化的圖線.
(2)根據(jù)電阻定律R=ρ可得ρ=R=.
則ρa(bǔ)=Ωm=1.0010-6Ωm
ρb=Ωm=1.0410-7Ωm
ρc=Ωm=1.0410-6Ωm
通過計(jì)算可知,金屬絲a與c電阻率接近,遠(yuǎn)大于金屬絲b的電阻率.
6.(2018浙江4月選考18)(1)小明用多用電表測量一小段2B鉛筆芯的電阻Rx,正確的操作順序是________(填字母);
A.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓最高擋
B.調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指到歐姆零點(diǎn)
C.把紅、黑表筆分別接在Rx兩端,然后讀數(shù)
D.把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的擋位,將紅、黑表筆接觸
E.把紅、黑表筆分別插入多用電表“+”、“-”插孔,用螺絲刀調(diào)節(jié)指針定位螺絲,使指針指0
(2)小明正確操作后,多用電表的指針位置如圖7所示,則Rx=________Ω;
圖7
(3)小張認(rèn)為用多用電表測量小電阻誤差太大,采用伏安法測量.
現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下:電源(電動(dòng)勢3V,內(nèi)阻可忽略),
電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ),
多用電表(2.5mA擋、25mA擋和250mA擋,對應(yīng)的內(nèi)阻約40Ω、4Ω和0.4Ω),
滑動(dòng)變阻器RP(0~10Ω),
定值電阻R0(阻值10Ω),
開關(guān)及導(dǎo)線若干.
測量鉛筆芯的電阻Rx,下列電路圖中最合適的是________(填字母),多用電表選擇開關(guān)應(yīng)置于________擋.
答案 (1)EDBCA (2)2.9 (3)B 250mA
解析 (1)多用電表應(yīng)先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,再進(jìn)行歐姆調(diào)零,用完電表后再把電表擋位調(diào)整到交流電壓最高擋或者OFF擋,機(jī)械調(diào)零的步驟是E,歐姆調(diào)零的步驟是D、B,測電阻的步驟是C,最后的步驟是A,所以正確操作順序是EDBCA.
(2)所選擋位為1,則讀數(shù)為2.9Ω.
(3)電壓表量程3V,電源電動(dòng)勢3V,電路C不能使電壓表發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;被測總電阻是13Ω左右,最大電流約為230mA,所以電流表選擇量程250mA,結(jié)合電表內(nèi)阻可知,被測電阻屬于小電阻,所以采用電流表外接法,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電路D中電壓表不會(huì)隨著滑動(dòng)變阻器阻值的變化而變化,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
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