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文檔簡介
專題05電學實驗目錄TOC\o"1-2"\h\u 2清單01螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數 2清單02電流表和電壓表的改裝、使用和讀數 3清單03電流表的內外接法的選擇及技巧 3清單04滑動變阻器的分壓式和限流式接法選擇及技巧 4清單05歐姆表的工作原理 5清單06實驗:練習使用多用表 5清單07實驗:導體電阻率的測定 7清單08實驗:電源電動勢和內阻的測量 8清單09實驗:描繪小燈泡的伏安特性曲線 9 11突破實驗01用多用表測量電學中的物理量 11突破實驗02導體電阻率的測定 11突破實驗03電源電動勢和內阻的測量 15突破實驗04描繪小燈泡的伏安特性曲線 17突破實驗06特殊法測電阻 22 28
清單01螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數1.螺旋測微器原理和使用(1)構造:如圖甲,S為固定刻度,H為可動刻度.(2)原理:可動刻度H上的刻度為50等份,旋鈕K每旋轉一周,螺桿P前進或后退0.5mm,則螺旋測微器的精確度為0.01mm.甲乙(3)讀數①測量時被測物體長度的半毫米數由固定刻度讀出,不足半毫米部分由可動刻度讀出.②測量值(mm)=固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)③如圖乙所示,固定刻度示數為2.0mm,不足半毫米,從可動刻度上讀的示數為15.0,最后的讀數為:2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm.游標卡尺的原理和使用(1)構造(如圖所示):主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺,尺身上還有一個緊固螺釘.(2)用途:測量厚度、長度、深度、內徑、外徑.(3)原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成.不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的,見下表:刻度格數(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm讀數:若用x表示由主尺上讀出的整毫米數,K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數,則記錄結果表達為(x+K×精確度)mm.清單02電流表和電壓表的改裝、使用和讀數電流表和電壓表的改裝項目改裝為大量程的電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯電阻分壓并聯電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻U=Ig(Rg+R),故R=eq\f(U,Ig)-RgIgRg=(I-Ig)R,故R=eq\f(IgRg,I-Ig)改裝后電表內阻RV=Rg+R>RgRA=eq\f(RRg,R+Rg)<Rg兩種電表的使用技巧(1)機械調零:在不通電時,指針在零刻度線的位置;(2)量程選擇:指針在滿偏刻度的以上;(3)接入方法:電流表EQ\o\ac(○,A)與待測用電器串聯,電壓表EQ\o\ac(○,V)與待測電阻并聯,接線時,都是電流從正極(紅色接線柱)流入,負極(黑色接線柱)流出;讀數(1)0~3V的電壓表和0~3A的電流表讀數方法相同,此量程下的精確度分別是0.1V或0.1A,看清楚指針的實際位置,讀到小數點后面兩位.(2)對于0~15V量程的電壓表,精確度是0.5V,在讀數時只要求讀到小數點后面一位,即讀到0.1V.(3)對于0~0.6A量程的電流表,精確度是0.02A,在讀數時只要求讀到小數點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01A.清單03電流表的內外接法的選擇及技巧電流表和電壓表測電阻兩種方法的比較(電流表)內接法(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+IV電阻測量值R測=eq\f(U測,I測)=Rx+RA>Rx測量值大于真實值R測=eq\f(U測,I測)=eq\f(RxRV,Rx+RV)<Rx測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx巧記口訣大內偏大(大電阻內接法,測量值偏大)小外偏?。ㄐ‰娮柰饨臃?,測量值偏?。┓卜y電阻的電路選擇方法方法(電流表)內接法(電流表)外接法計算法Rx>eq\r(RVRA)Rx<eq\r(RVRA)試觸法按如圖所示電路圖接好電路,讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下如果電流表的示數有較大的變化,而電壓表的示數變化不大,則可采用電流表內接法.如果電壓表的示數有較大的變化,而電流表的示數變化不大,則可采用電流表外接法清單04滑動變阻器的分壓式和限流式接法選擇及技巧滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較限流接法分壓接法對比說明電路圖串并聯關系不同負載R上電壓的調節(jié)范圍eq\f(RE,R+R0)≤U≤E0≤U≤E分壓調節(jié)范圍大,并且從0開始負載R上電流的調節(jié)范圍eq\f(E,R+R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓條件范圍大,并且從0開始開關閉合前觸頭位置最右端最左斷都是為了保護電路兩種接法的選擇(1)限流式接法適合控制阻值較小的電阻的電壓,分壓式接法適合控制阻值較大的電阻的電壓.(2)要求電壓從0開始逐漸增大,采取分壓式接法.清單05歐姆表的工作原理歐姆表的原理和使用(1)構造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成.歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯.外部:接被測電阻Rx.全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx.(2)工作原理:閉合電路歐姆定律I=eq\f(E,Rg+R+r+Rx).(3)刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節(jié)調零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調零.①當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”.(圖甲)②當I=0時,Rx→∞,在I=0處標為“∞”.(圖乙)③當I=eq\f(Ig,2)時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內阻值,Rx叫中值電阻.歐姆表測電阻的誤差分析(1)電池舊了電動勢下降,會使電阻測量值偏大.(2)歐姆表擋位選擇不當,導致表頭指針偏轉過大或過小都有較大誤差,通常使表針指在中央刻度附近,即表盤的eq\f(1,3)~eq\f(2,3)范圍內,誤差較?。鍐?6實驗:練習使用多用表多用電表的原理和使用構造多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,又稱萬用表(2)多用表的使用步驟eq\o\ac(○,1)用螺絲刀輕輕轉動多用電表的機械調零旋鈕(調整定位螺絲),使指針正對零刻度(電流、電壓的零刻度)。eq\o\ac(○,2)選擋:測電流、電壓時選擇合適的量程;測電阻時選擇合適的倍率,以使指針指在中間刻度范圍。eq\o\ac(○,3)測電阻選用合適的倍率后,用歐姆調零旋鈕進行調零(表筆直接接觸,指針指右側電阻零刻度)。eq\o\ac(○,4)將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。eq\o\ac(○,5)將指針示數乘以倍率得測量值。eq\o\ac(○,6)使用完畢后,將選擇開關扳到或交流電壓最高擋。(3)多用表使用的注意事項eq\o\ac(○,1)使用歐姆表前,首先應估測待測電阻的大小,選擇合適的擋位,如果指針偏轉角度大小,應增大倍率;如果指針偏轉角度太大,應減小倍率。eq\o\ac(○,2)每次換擋后都要重新進行歐姆調零。eq\o\ac(○,3)被測電阻要跟電源及其他元件斷開。eq\o\ac(○,4)測電阻時不要用兩手同時接觸表筆的金屬桿。eq\o\ac(○,5)讀數時應將指針示數乘以相應倍率。二極管的單向導電性(1)晶體二極管是由半導體材料制成的,它有兩個極,即正極和負極,它的符號如圖甲所示.(2)晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向).當給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導通,如圖乙所示;當給二極管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示.(3)將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當黑表筆接“正”極,紅表筆接“負”極時,電阻示數較小,反之電阻示數很大,由此可判斷出二極管的正、負極.3.使用多用電表的注意事項(1)表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔,注意電流的實際方向.(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”.機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置,調整的是歐姆擋的調零旋扭.(3)測電壓時,多用電表應與被測元件并聯;測電流時,多用電表應與被測元件串聯.(4)測量電阻時,每變換一次擋位都要重新進行歐姆調零.(5)由于歐姆表盤難以估讀,測量結果只需取兩位有效數字,讀數時注意乘以相應量程的倍率.(6)使用多用電表時,手不能接觸測試筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應注意不要用手接觸測試筆的金屬桿.(7)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表.(8)如果長期不用歐姆表,應把表內電池取出.清單07實驗:導體電阻率的測定實驗目的掌握螺旋測微器及游標卡尺的原理及讀數方法;掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數方法;會用伏安法測電阻,并能測定金屬的電阻率。實驗原理根據電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲的電阻率.2.實驗器材被測金屬絲,直流電源(4V),電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V),滑動變阻器(0~50Ω),開關,導線若干,螺旋測微器,毫米刻度尺.3.實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路.(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,反復測量三次,求出其平均值l.(4)把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置.(5)閉合開關,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值,填入記錄表格內.(6)將測得的Rx、l、d值,代入公式R=ρeq\f(l,S)和S=eq\f(πd2,4)中,計算出金屬絲的電阻率.清單08實驗:電源電動勢和內阻的測量一、基本實驗要求1.實驗原理閉合電路歐姆定律.2.實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺.3.基本操作(1)電流表用0.6A的量程,電壓表用3V的量程,按圖連接好電路.(2)把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端.(3)閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,使電流表有明顯示數并記錄一組數據(I1,U1).用同樣的方法再測量幾組I、U值,填入表格中.(4)斷開開關,拆除電路,整理好器材.二、數據處理及規(guī)律方法1.實驗數據求E、r的處理方法(1)列方程求解:由U=E-Ir得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1=E-I1r,U2=E-I2r)),解得E、r.(2)用作圖法處理數據,如圖所示.①圖線與縱軸交點為E;②圖線與橫軸交點為I短=eq\f(E,r);③圖線的斜率表示r=|eq\f(ΔU,ΔI)|.2.注意事項(1)為了使路端電壓變化明顯,可使用內阻較大的舊電池.(2)電流不要過大,應小于0.5A,讀數要快.(3)要測出不少于6組的(I,U)數據,變化范圍要大些.(4)若U-I圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,內阻應根據r=|eq\f(ΔU,ΔI)|確定.(5)電流表要內接(因為r很小).3.誤差來源(1)偶然誤差:用圖象法求E和r時作圖不準確.(2)系統(tǒng)誤差:電壓表分流.清單09實驗:描繪小燈泡的伏安特性曲線一、基本實驗要求1.實驗原理(1)測多組小電珠的U、I的值,并繪出I-U圖象;(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關系.2.實驗器材小電珠“3.8V,0.3A”、電壓表“0~3V~15V”、電流表“0~0.6A~3A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆.3.實驗步驟(1)畫出電路圖(如圖甲所示).(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導線連接成如圖乙所示的電路.(3)測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置,測出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測量數據填入自己設計的表格中.(4)數據處理①在坐標紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標系.②在坐標紙上描出各組數據所對應的點.③將描出的點用平滑的曲線連接起來,得到小電珠的伏安特性曲線.4.實驗器材選取(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偏轉到滿刻度的eq\f(1,3)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相近的滑動變阻器,分壓式接法要選用較小阻值的滑動變阻器.二、數據處理及規(guī)律方法1.注意事項(1)電路的連接方式:①電流表應采用外接法:因為小電珠(3.8V,0.3A)的電阻很小,與量程為0.6A的電流表串聯時,電流表的分壓影響很大.②滑動變阻器應采用分壓式接法:目的是使小電珠兩端的電壓能從0開始連續(xù)變化.(2)閉合開關S前,滑動變阻器的觸頭應移到使小電珠分得電壓為0的一端,使開關閉合時小電珠的電壓能從0開始變化,同時也是為了防止開關剛閉合時因小電珠兩端電壓過大而燒壞燈絲.(3)I-U圖線在U0=1.0V左右將發(fā)生明顯彎曲,故在U=1.0V左右繪點要密,以防出現較大誤差.4.誤差分析(1)由于電壓表不是理想電表,內阻并非無窮大,會帶來誤差,電流表外接,由于電壓表的分流,使測得的電流值大于真實值.(2)測量時讀數帶來誤差.(3)在坐標紙上描點、作圖帶來誤差.突破實驗01用多用表測量電學中的物理量1.(23-24高二下·湖南·期末)某同學欲測量實驗室中一根粗細均勻的電阻絲的電阻率,實驗步驟如下:(1)用多用電表粗測電阻絲的阻值:當用“”擋時發(fā)現指針的偏轉角度過大,應換用(填“”或“”)擋,換擋并進行一系列正確操作后,指針靜止時如圖甲所示,則電阻絲的阻值約為。(2)某同學設計如圖乙所示的電路測量該電阻絲的電阻率。在刻度尺兩端的接線柱a和b之間接入該電阻絲,金屬夾P夾在電阻絲上,沿電阻絲移動金屬夾P,即可改變接入電路的電阻絲長度。實驗室提供的器材有:電池組E(電動勢為3.0V,內阻約為);電流表A(量程為100mA);電阻箱R(阻值范圍為);開關、導線若干。實驗操作步驟如下:a.用螺旋測微器測出電阻絲的直徑D;b.根據圖乙連接實驗電路;c.調節(jié)電阻箱使其接入電路的阻值最大,將金屬夾P夾在電阻絲某位置上;d.閉合開關S,調整電阻箱接入電路中的阻值,使電流表滿偏,記錄電阻箱的阻值R和接入電路的電阻絲長度L;e.改變金屬夾P的位置,調整電阻箱接入電路中的阻值,使電流表再次滿偏,記錄R和L數據;f.重復上述步驟,得到多組數據。①用螺旋測微器測出電阻絲的直徑D,示數如圖丙所示,讀數為mm。②用記錄的多組R和L的數據,繪出了如圖丁所示圖線,截距分別為和,則電阻絲的電阻率表達式(用題中已知量的字母表示)。③分析電流表的內阻對本實驗結果(填“有”或“沒有”)影響。2.(23-24高二下·甘肅臨夏·期末)某同學測一段粗細均勻的直金屬絲ab的電阻率,選用的器材有:電源(電動勢,內阻很?。╇妷罕恚砍?~3V,內阻很大)兩個定值電阻(,)開關S、導線、金屬夾、多用電表、螺旋測微器(1)用螺旋測微器測出金屬絲的直徑為d;用多用電表“×10”擋測金屬絲ab兩端的電阻,指針如圖甲中虛線所示。則應改用(選填“×1”或“×100”)擋,重新歐姆凋零后測量金屬絲ab兩端的電阻,指針如圖甲中實線所示。則測得金屬絲的電阻Ω。(2)定值電阻選用(選填“”或“”),按圖乙接入電路。閉合開關S后,將金屬夾從金屬絲的左端a逐漸向右滑動,依次記下滑動的距離x與電壓表的示數U。用測出的多組數據作出圖像,測得圖像直線的斜率為k,不考慮溫度的變化,則金屬絲的電阻率(用k、d、E、、或及相關常數表示)。(3)若考慮電壓表內阻的影響,則以上方法測得的金屬絲電阻率的測量值比實際值(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。3.(23-24高二下·浙江嘉興·期末)某實驗小組“研究光敏電阻的阻值特性”。(1)小組成員先利用多用電表歐姆擋粗測不同光照條件下光敏電阻的阻值。①測量遮光條件下的阻值,選擇“”擋,指針在表盤的位置如圖Ⅱ-(1)所示,此時的阻值為Ω;②測量光照條件下的阻值,選擇“”擋,指針在表盤的位置如圖Ⅱ-(2)所示,為確定該條件下的阻值,后續(xù)操作最合理的是。A.直接讀數B.將選擇開關旋至“×100”擋,測量、讀數C.將選擇開關旋至“×100”擋,重新歐姆調零后,測量、讀數D.將選擇開關旋至“”擋,重新歐姆調零后,測量、讀數(2)為了更精確地測量該光敏電阻在光照條件下的阻值,學習小組進一步采用伏安法進行測量研究。實驗所用器材和部分電路連線如圖Ⅱ-(3)所示。其中:電源電動勢(電源內阻忽略不計)、電壓表量程0~3V、滑動變阻器阻值0~5Ω。①為了有較大的電壓測量范圍,導線Q端應;A.接a
B.接b
C.不接②為減小實驗誤差,電流表最合理的選擇是;A.多用電表“0.5mA”擋
B.多用電表“5mA”擋
C.多用電表“50mA”擋③因電表內阻均未知,使用試觸法判斷P點接法。P點接b時兩表盤示數如圖Ⅱ-(4)a所示,接c時示數Ⅱ-(4)b所示。為減小實驗誤差,P點應選擇(選填“接b”或“接c”),此時的測量值相比真實值(選填“偏小”、“偏大”或“無偏差”)。突破實驗02導體電阻率的測定4.(23-24高二下·云南臨滄·期末)某同學要做“測金屬絲的電阻率”實驗。(1)用游標卡尺測量金屬絲長度示數如圖甲所示,其值為cm。(2)先用多用電表歐姆擋的“×1”倍率粗測金屬絲的電阻,示數如圖乙所示,其阻值為Ω。(3)實驗電路如圖丙所示,根據電路圖完成圖丁中的實物連線。(4)從實驗原理上看,待測電阻測量值(填“大于”“小于”或“等于”)其真實值。如果測得的金屬絲長度為l,直徑為d,電阻為R,都采用國際單位制單位,則它的電阻率(用l、d、R字母表示)。5.(23-24高二下·河北·期末)某小組欲測量約為幾歐的金屬絲阻值,并利用金屬絲改裝電表。(1)該小組設計了如圖甲所示電路測金屬絲阻值,圖中的導線b端應與電流表(填“一”“0.6”或“3”)接線柱連接。開關閉合前,圖甲中滑動變阻器滑片應置于(填“左”或“右”)端。(2)該小組用鎳鉻絲(電阻率為,橫截面積為S)將滿偏電流、內阻為r的表頭G改裝成電流表。如圖乙所示,表頭G兩端并聯長為L的鎳鉻絲,調節(jié)滑動變阻器使表頭G滿偏,記錄毫安表示數為I.改變L,重復上述步驟,獲得多組I、L數據,作出圖像如圖丙所示。則圖像斜率k=(用題中所給的字母表示)。若要把該表頭G改裝成量程為9mA的電流表,需要把長為m的鎳鉻絲并聯在表頭G兩端(結果保留兩位有效數字)。6.(23-24高二下·河南漯河·期末)某小組設計了測量鹽水電阻率的實驗,所用器材有:電源(電動勢為,內阻不計);電壓表(量程為,內阻很大);定值電阻(阻值為;滑動變阻器(最大阻值為,額定電流為;滑動變阻器(最大阻值為,額定電流為;單刀單擲開關和單刀雙擲開關;側壁帶有刻度線的圓柱體玻璃管,兩個與玻璃管密封完好的電極,導線若干。(1)根據如圖甲所示電路圖連接實物,其中玻璃管內封閉的鹽水電阻約為幾歐,滑動變阻器應選擇(填“”或“”),閉合開關之前,滑動變阻器的滑片應置于(填“”或“”)端。(2)①用游標卡尺測出圓柱體容器的內直徑,讀數如圖乙所示,則,由玻璃管側壁的刻度尺測出溶液的高度。②閉合開關,開關接2端,調節(jié)滑動變阻器,使電壓表的讀數為,然后將開關接1端,再次記錄電壓表的讀數為,則電阻兩端的電壓為。③斷開開關。(3)根據測量的數據,計算得待測鹽水的電阻率為。(結果保留兩位有效數字)突破實驗03電源電動勢和內阻的測量7.(23-24高二下·四川宜賓·期末)某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內阻,現備有下列器材:A.被測干電池一節(jié)
B.電流表A1:量程0~0.6A,內阻約為0.2C.電流表A2:量程0~0.6A,內阻為0.1
D.電壓表V1:量程0~3V,內阻未知E.電壓表V2:量程0~15V,內阻未知
F.滑動變阻器R1:0~10,2AG.滑動變阻器R2:0~100,1A
H.開關、導線若干伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中,由于電流表和電壓表內阻的影響,測量結果存在系統(tǒng)誤差。在現有器材的條件下,為消除上述系統(tǒng)誤差,盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻。(1)在上述器材中請選擇適當的器材:電流表,電壓表,滑動變阻器選。(填寫器材前的序號字母)(2)實驗電路圖應選擇下圖中的(填“甲”或“乙”)(3)根據實驗中電流表和電壓表的示數得到了如圖丙所示的U-I圖像。由此可知,干電池的電動勢E=V,內電阻r=。(結果保留一位小數)8.(23-24高二下·陜西·期末)某同學根據實驗室提供的器材組成如圖1所示電路,測電源電動勢和內阻并同時測量電流表的內阻。所用器材:電源為兩節(jié)干電池,電流表(量程,內阻),電流表(量程),電阻箱,滑動變阻器,開關和單刀雙擲開關、,導線若干。(1)實驗時,先將接1,接3,滑動變阻器接入電路的電阻調到最大,閉合開關,調節(jié)、,使電流表、的指針偏轉均較大,若這時示數為、電流表的示數如圖2所示,則電流表的示數為;若這時電阻箱接入電路的電阻為,則電流表的內阻用、、表示。(2)將開關接2,開關接4,將電流表改裝成量程為3V的電壓表,則電阻箱接入電路的電阻多次調節(jié)滑動變阻器,測得多組電流表、的示數、,作圖像,得到圖像與縱軸的截距為b,圖像斜率的絕對值為k,則得到電源的電動勢,內阻后兩空用b、k、、、中的符號表示。9.(23-24高二下·浙江舟山·期末)(1)某同學測量某電池的電動勢和內電阻。①請根據圖1電路圖在圖2中用筆畫線代替導線,將實驗電路連接完整;②先閉合,再將分別接1、2兩處進行試觸,發(fā)現電流表的示數幾乎不變,電壓表的示數變化比較明顯,為了減小實驗誤差,應將接在(選填“1”或“2”)進行實驗。(2)為了更精確的測得此電池的電動勢和內阻,該同學合上;后,將先后接在1和2處,調節(jié)滑動變阻器,分別記錄多組電壓表和電流表的示數。并將兩次實驗數據分別描繪在同一坐標系中,得到的U-I圖像如圖4所示。①某次測量時,電流表和電壓表的示數如圖3所示,則電流表的示數為A,電壓表的示數為V;②請結合兩條圖像得出此電池電動勢的準確值V(結果保留三位有效數字),內阻的準確值(結果保留兩位有效數字)。突破實驗04描繪小燈泡的伏安特性曲線10.(23-24高二下·四川涼山·期末)某物理興趣小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內阻,要求測量結果盡量準確。A.待測電池組電動勢約為3V,內阻約為0.7Ω;B.電壓表V(量程3V,內阻約5kΩ);C.電流表A(量程60mA,內阻D.定值電阻R1(阻值1Ω)E.定值電阻R2(阻值81Ω);F.滑動變阻器R3(0~50Ω,允許最大電流為1A);G.開關一只,導線若干。(1)實驗小組設計的電路如圖甲所示,虛線框內是將電流表A改裝成量程為0.6A的電流表,需要(選填“串聯”或“并聯”)一個定值電阻(選填“R1”或“R2”)(2)實驗中測得V表示數U和A表示數I的多組數據,作出的U—I圖線如圖乙所示,則該電池組的電動勢。E=V,內阻r=Ω(結果保留兩位有效數字)(3)如圖丙所示,將實驗所用的電池組串聯一個小燈泡和一個定值電阻。,圖丁是小燈泡的電壓和電流關系圖像,試估算小燈泡的實際功率是W。(結果保留兩位有效數字)11.(23-24高二上·浙江杭州·期末)某同學在研究標有額定工作狀態(tài)為“3V
1.5W”的小燈泡的伏安特性曲線實驗中,實驗室提供以下器材:電流表(量程100mA,內阻約為)電流表(量程600mA,內阻約為)電壓表V(量程3.0V,阻約為)滑動變阻器(最大阻值為)滑動變阻器(最大阻值為)電源E(電動勢為4V,內阻不計)單刀單擲開關與單刀雙擲開關若開,導線若干(1)為了提高測量的準確度與有效性,應該選擇電流表,滑動變阻器(填器材后面的代號);(2)若實驗電路如圖1所示,在實驗過程中,應先將滑動變阻器的滑片P置于變阻器的端(填“左”或“右”);調整好滑片位置后將單刀雙擲開關置點(“a”或“b”)。(3)將滑片P向右調節(jié),得到多種狀態(tài)下小燈泡實際工作的電壓與電流的對應數據、記錄在表格中,描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖2所示。(4)將這個小燈泡接入新電路(圖3所示)中,電源內阻不計,該電路中其他元件的相關參數如圖中標識,則該小燈泡在該電路中的實際工作功率為W(結果保留三位有效數字)。12.(23-24高二上·河南南陽·期末)某問學想通過測繪小燈泡完整的伏安特性曲線來研究小燈泡的特性。所用器材如下:電壓表一個(量程。內阻為);電流表一個(量程。內阻約為);定值電阻(阻值為);定值電阻(阻值為);滑動變阻器(阻值);電源(電動勢,內阻很小);開關一個,導線若干。(1)為測量小燈泡兩端的電壓,需要將電壓表與定值電阻(填“”或“”)(填“串”或“并”)聯。(2)根據實驗目的和提供的器材,在圖甲所示虛線框中補全實驗電路圖。()(3)實驗描繪出的小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示,由甲圖可知,隨著小燈泡兩端電壓增大,燈絲的電阻(填“增大”“不變”或“減小”)。把實驗中的待測小燈泡接入另一電路,如圖丙所示,已知該電源電動勢,內阻,定值電阻,小燈泡消耗的功率為(結果保留兩位有效數字)。突破實驗05半偏法測量電表的內阻13.(23-24高二上·山東菏澤·期末)測量電阻有多種方法。(1)甲同學用多用電表的歐姆擋,直接測量待測電阻的阻值。某次測量時,多用電表表盤指針如圖所示。已知他選用歐姆擋的倍率為“”,的測量值為。(2)乙同學用如圖1所示的電路,測量待測電阻的阻值。某次實驗,電流表的示數為,電壓表的示數為的測量值為。若不考慮偶然誤差,該測量值與的真實值相比(選填“偏小”“偏大”或“相等”)。(3)丙同學用如圖2所示的電路,測量待測電阻的阻值。操作步驟如下:①先將開關S接1,調節(jié)滑動變阻器,讀出電流表的示數;②再將開關S接2,保持不變,調節(jié)電阻箱,使電流表的示數仍為,記下此時電阻箱的阻值為。的測量值為;電流表內阻對測量結果(選填“有”或“無”)影響。(4)丁同學用如圖3所示的電路,測量待測電阻的阻值。已知靈敏電流計內阻為。操作步驟如下:①先閉合開關,調節(jié),使靈敏電流計指針滿偏;②再閉合開關,保持不變,調節(jié)使得靈敏電流計指針半偏,記下此時的阻值為的測量值為;若不考慮偶然誤差,該測量值與的真實值相比(選填“偏小”“偏大”或“相等”)。14.(23-24高二上·廣東湛江·期末)某同學設計了如圖甲所示的電路來測量一個量程為1mA的電流表的內阻,實驗室提供的直流電源的電動勢為3V、內阻忽略不計。(1)為了大致了解電流表的內阻約為多大,該同學用歐姆表的“×1”擋測電阻,并經過歐姆調零,測定電阻如圖乙所示,由圖可知電阻為Ω。(2)請完成圖丙中的實物連接。(3)在該實驗中,認為當滑動變阻器R1接入電路的阻值不變時,無論電阻箱的阻值R如何增減,電路中總電流I基本保持不變。則下列滑動變阻器中最合適的R1是(填選項前的字母)。A.滑動變阻器甲,最大阻值為10kΩB.滑動變阻器乙,最大阻值為2kΩ(4)連接好電路后,先斷開S1和S2,將R1調到(選填“0”或“最大”)阻值,然后閉合S1,調節(jié)R1使A滿偏,此后滑動變阻器R1的滑片P保持不變。(5)閉合S2,調節(jié)電阻箱的阻值R,同時記錄電流表的示數I;最后將與在坐標系中描點,并畫出圖丁所示的圖線,則待測電流表的內阻為Ω(結果保留兩位有效數字)。15.(23-24高二上·山西朔州·期末)某物理興趣小組將一個量程的毫安表改裝成量程的電壓表。(1)先利用歐姆表測量了毫安表的內阻,然后將合適的電阻與該毫安表串聯,從而改裝成量程的電壓表,請寫出電阻的字母表達式(用表示);此后利用一只同量程的標準電壓表,連接成圖甲所示電路,對改裝后的電壓表進行校對,但在滑動變阻器從左到右調節(jié)時,發(fā)現改裝后的電壓表示數總是比同量程的標準電壓表的示數大,出現這種現象的可能原因是:(回答一條即可);(2)為更進一步準確測量毫安表的內阻,利用圖乙所示的電路進行了毫安表內阻的測量,具體步驟如下:①閉合開關,調節(jié)滑動變阻器、電阻箱,分別記錄毫安表的示數、電流表的示數及電阻箱的數值;②重復①的操作,記錄多組不同,作出圖像,如圖丙所示,則毫安表的內阻為。突破實驗06特殊法測電阻角度1:雙安法測電阻16.(23-24高二上·陜西西安·期末)彭同學想要精確測量一量程為2mA的表頭G的內阻。(1)該同學先用多用電表粗測表頭G的內阻,正確操作時,應該使多用電表的紅表筆接表頭G的(填“正”或“負”)接線柱,黑表筆接另一個接線柱。(2)該同學用多用電表測得表頭G的內阻為130Ω,為了更精確地測量表頭G的內阻,其設計的實驗電路如圖所示,可供選擇的器材有電流表A1(量程為0~6mA,內阻約為200Ω),電流表A2(量程為0~0.6A,內阻約為0.1Ω),定值電阻R1(阻值為10Ω)和定值電阻R2(阻值為60Ω。則電流表A應選(填“A1”或“A2”),定值電阻應選(填“R1”或“R2”)。(3)正確選擇器材進行實驗,測得表頭G的示數為I1,電流表A的示數為I2,則表頭G的內阻=。(用I1、I2以及R1或R2表示)17.(23-24高二上·湖北武漢·期末)某實驗小組用如圖所示的電路來測量一個阻值約為20Ω的電阻R?的阻值,已知電流表A1的量程為50mA,內阻RA1約為40Ω,定值電阻R0=20Ω。(1)現有下列四種量程的電流表,則電流表A2選用的量程最合適的()A.0~400mA
B.0~300mA
C.0~200mA
D.0~100mA(2)實驗時,將滑動變阻器的滑片移到最(填“左”或“右”)端,將開關S2合向1,S3合向3,再閉合開關S1,調節(jié)滑動變阻器的滑片,使兩電流表的指針偏轉較大,記錄電流表A1,A2的示數I1、I2,多次測量得到用表示各電阻的關系(用題目中的字母表示);斷開S1,將開關S2合向2,S3合向4,再閉合開關S1,記錄電流表A1,A2的示數求出則被測電阻的阻值Rx=(用表示)。(3)該實驗方法(填“能”或“不能”)測出電流表A1內阻的準確值。角度2:雙伏法測電阻18.實驗小組用圖甲所示的電路來測量阻值約為18Ω的電阻的阻值,圖中為標準電阻,阻值為;、為理想電壓表,S為開關,R為滑動變阻器,E為電源,采用如下步驟完成實驗?;卮鹣铝袉栴}:(1)按照圖甲所示的實驗原理線路圖將實物圖補充完整。(2)實驗開始之前,將滑動變阻器的滑片置于(填“最左端”、“最右端”或“中間”)位置。合上開關S,改變滑片的位置,記下兩電壓表的示數分別為、,則待測電阻的表達式為(用、、表示)。(3)為了減小偶然誤差,改變滑片的位置,多測幾組、的值,作出的圖像如圖乙所示,圖像的斜率為(用、表示),可得Ω。19.實驗室現有下列器材:
電流表G(滿偏電流為300μA,內阻為100Ω);電壓表V1(量程為2V,內阻約為2000Ω);電阻箱R1(阻值范圍0~9999Ω);電阻箱R2(阻值范圍0~999.9Ω);滑動變阻器R3(最大阻值為100Ω);滑動變阻器R4(最大阻值為100kΩ);電源E(電動勢6V,內阻約0.5Ω);單刀單擲開關S,導線若干.(1)現需要將電流表G改裝成3V的電壓表,需要將電阻箱(填R1或R2)的阻值調節(jié)為Ω,與電流表G(填“串”或“并”)聯;(2)為了測量電壓表V1的內阻,設計如圖所示的實驗電路(改裝后的電壓表用V表示).圖中滑動變阻器R應選(填R3或R4),若電壓表V的示數為U,V1的示數為U1,變阻箱的示數為R2,則電壓表V1的內阻RV的計算式為RV=。角度3:等效替代法測電阻20.(23-24高二上·河南·期末)實驗室中有一量程為100mA的靈敏電流計G,為較精確地測量該靈敏電流計的內阻,小明同學采用兩種方案,利用定值電阻R1=100Ω將靈敏電流計改裝后接入如圖所示的電路中,部分實驗器材的參數如下:A.蓄電池(電動勢約9V)B.標準電流表A(量程0~0.3A)C.電阻箱(0~999.9Ω)方案一:(1)首先,調節(jié)滑動變阻器阻值至最大,將開關S1閉合,然后將開關S2撥向1,調節(jié)滑動變阻器,使電流表A的示數為I;然后將開關S2撥向2,保持滑動變阻器滑片的位置不變,調節(jié)電阻箱,使得電流表示數仍為I;(2)記下此時電阻箱的示數R0,則靈敏電流計的內阻Rg=(用題中所給物理量的字母表示);(3)此方案靈敏電流計內阻的測量值(填“大于”“等于”或“小于”)真實值。方案二:(4)開始實驗,調節(jié)滑動變阻器阻值至最大,將開關S1閉合,然后將開關S2撥向1,調節(jié)滑動變阻器,使電流表A的示數為I,靈敏電流計G的示數為I1;然后調節(jié)滑動變阻器,得到多組I和I1的數值,并畫出I-I1圖像,圖像的斜率大小為k,則靈敏電流計的內阻Rg=(用題中所給字母表示)。21.(23-24高二上·廣東廣州·期末)利用二氧化錫半導體型酒精傳感器組裝一個酒精測試儀,已知該傳感器電阻隨酒精濃度變化規(guī)律如圖甲所示。國際公認酒駕標準為“”,醉駕標準為“”。現有器材:A.二氧化錫半導體型傳感器B.直流電源(電動勢為,內阻不計)C.電壓表V(量程為,內阻非常大,作為濃度表使用)D.電阻箱R(最大阻值為)E.定值電阻(阻值為)F.定值電阻(阻值為)G.單刀雙擲開關一個,導線若干(1)圖乙是酒精測試儀電路圖,電路中應選用定值電阻(選填或);(2)按照下列步驟調節(jié)此測試儀:①電路接通前,先將電阻箱調為,然后開關向(選填“c”或“d”)端閉合,將電壓表此時指針對應的電壓刻度標記為;②逐步減小電阻箱的阻值,電壓表的示數不斷變大,按照甲圖數據將電壓表上電壓刻度線都標記為對應的“酒精濃度”;③將開關向另一端閉合,酒精測試儀即可正常使用。(3)將可正常使用的酒精測試儀靠近酒精瓶口,電壓表如圖丙,則定值電阻兩端電壓=V,此時流過傳感器的電流A(結果保留3位有效數字)。角度4:電橋法測電阻22.(23-24高二上·山東臨沂·期末)某同學買了一卷銅導線,想在不拆散導線卷情況下,估測該卷銅導線的長度。(1)該同學剝去導線末端的少許絕緣皮,用螺旋測微器測銅導線直徑,如圖(a)所示,該銅導線直徑為mm。(2)該同學找來實驗器材來測量該卷銅導線的總電阻Rx,電路圖如圖(b)所示,其中R1=0.90Ω,R2=100Ω,G為靈敏電流計,R3為電阻箱,電路其余部分電阻均不計。①開關閉合前,滑動變阻器滑片應置于端(填“A”或“B”);②閉合開關并移動變阻器滑片,發(fā)現電流計有示數。調節(jié)電阻箱,使電流計指針穩(wěn)定指向中央零刻度線,此時電阻箱阻值如圖(c)所示,則該卷銅導線的電阻為Ω;③已知銅導線的電阻率約為,該同學測得導線的實際長度約為m(π取3,最終結果保留整數)23.(23-24高三上·江蘇揚州·階段練習)某小組測量阻值約3kΩ的電阻R,實驗室提供了下列器材:A.電壓表V(量程3V,內阻約5kΩ)B.電流表A(量程1mA,內阻約60Ω)C.靈敏電流計G(量程0.3mA,內阻約100Ω)D.滑動變阻器(阻值0~100Ω,額定電流1A)E.電阻箱(阻值0~9999Ω)F.電阻箱(阻值0~999.90)G.電源(E=3V,內阻很?。┤舾蒆.開關、導線若干(1)采用圖甲電路進行測量,電阻箱應選用(選填“”或“”);(2)請用筆畫線代替導線將圖甲的實物圖連接完整;(3)測量數據如下表所示,請在圖乙中作出U-I圖像。根據圖像求出電阻kΩ(結果保留兩位有效數字)。U/V0.70.141.702.102.50I/mA0.250.400.600.750.90(4)另一小組利用上述器材設計了如圖丙所示的電路測量R,下列實驗操作步驟,正確順序是;①讀出電流表A和電壓表V的讀數②減小,移動滑片,使電流計G示數為0③閉合、、,移動滑片,使電流計G示數逐漸減小到0④將的阻值調至最大,調至某一值,滑片調至合適的位置⑤將的阻值調為0,移動滑片,使電流計G示數為01.(23-24高二上·廣東廣州·期中)(1)某實驗小組在“測定金屬棒的電阻率”的實驗過程中,示數如圖甲所示,則用刻度尺正確測量金屬棒的長度L,長度L=m。(2)使用螺旋測微器測量金屬棒的直徑d,示數如圖乙所示,則直徑d=mm。(3)用多用電表測量金屬棒的電阻,選擇開關旋到歐姆檔“×100”倍率,正常操作后進行測量,發(fā)現指針偏轉角度過小,應將選擇開關換成歐姆擋(填“×10”或“×1k”)倍率,重新歐姆調零后進行測量如圖丙所示,多用電表的讀數為Ω。若用該多用電表測量電路中的電流,選擇開關處在250mA的電流擋位置,則該圖中多用電表的讀數為mA。2.(23-24高二上·河北滄州·期末)某同學研究小燈泡的伏安特性,實驗室提供的器材有:小燈泡(額定電壓為,額定功率為)、直流電源(電動勢為)、滑動變阻器、電壓表(量程為,內阻約為),電流表(量程為,內阻約為)、開關和導線若干。在實驗設計中他采用了兩種方式分別進行實驗。(1)如圖甲所示,如果電壓表選擇接在點,在圖乙中完成對應的實物圖連線。(2)兩種方案分別得出小燈泡的伏安特性曲線,如圖丙中Ⅰ和Ⅱ,請判斷甲圖中電壓表接在點的方案對應伏安特性曲線為(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);對應Ⅱ圖線,當電壓時,小燈泡的電阻為。(保留2位有效數字)(3)通過兩種方案實驗數據比較,伏安特性曲線(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更接近小燈泡的真實情況。3.(23-24高二下·廣東·期末)某物理興趣小組欲利用壓力傳感器制作成“蘋果自動分揀裝置”。(1)已知某型號的壓力傳感器RN,在不同壓力下,其阻值約為十幾千歐~幾十千歐之間。為了精確測量傳感器在不同壓力下的阻值,實驗室提供了以下器材:電源E(電動勢為3V、內阻未知)電流表A?(量程250μA、內阻約為50Ω)電流表A?(量程10mA、內阻約為5Ω)電壓表V?(量程3V、內阻約為3kΩ)電壓表V?(量程15V、內阻約為15kΩ)滑動變阻器R?(阻值0~10Ω、額定電流為2A)滑動變阻器R?(阻值0~1000Ω、額定電流為0.5A)①為了盡可能提高測量的準確性,電流表應選,電壓表應選,滑動變阻器應選。(填寫器材名稱代號)②選出最合理的實驗電路。A.
B.C.
D.(2)某物理興趣小組通過多次實驗測得傳感器的阻值RN隨壓力F變化的關系圖像如圖甲所示,并利用該壓力傳感器設計了如圖乙所示的“蘋果自動分揀裝置”。該裝置能把大小不同的蘋果,按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。裝置中托盤置于壓力傳感器,上,托盤重力不計,蘋果經過托盤時對RN產生壓力。初始狀態(tài)銜鐵水平,當R0兩端電壓(時可激勵放大電路使電磁鐵工作,吸動銜鐵,并保持一段時間,確保蘋果在銜鐵上運動時電磁鐵保持吸合狀態(tài)。已知電源電動勢E=6V,內阻不計,重力加速度取若要將質量大于等于200g和質量小于200g的蘋果分揀開,應將R0的阻值調為(保留3位有效數字),此時質量小于200g的蘋果將通過(選填“上通道”、“下通道”)。4.(23-24高二上·內蒙古錫林郭勒盟·期末)某同學有一塊滿偏電流Ig=250μA的電流表G。需要將它改裝為4mA量程的電流表。(1)他采用如圖所示電路測量電流表G的內阻Rg。斷開S1閉合S2時電流表G讀數為Ig,若再閉合S1后干路電流仍保持為Ig,則當電流表G讀數為時,電流表G內阻Rg與電阻箱(量程為999.99Ω)的阻值之比為1:2。
(2)據此原理,該同學測出電流G內阻。下面是打亂的操作,正確的步驟排序為。A.讀出的阻值為180.0Ω,斷開開關B.閉合開關S2,調節(jié)R的阻值使電流表G指針偏轉到滿刻度C.將R的阻值調至最大D.閉合開關S1保持R的阻值不變,調節(jié)的阻值使電流表G指針偏轉到某一刻度,使電流表G內阻Rg與電阻箱的阻值之比為1:2。(3)改裝為4mA量程的電流表,需要將電阻箱并聯在電流表G兩端,調其阻值為Ω。5.(23-24高二下·安徽阜陽·期末)某同學設計實驗“測定金屬的電阻率”,要求電壓從零開始調節(jié)。已知金屬絲的電阻大約為4Ω,在用伏安法對金屬絲電阻進一步測定時,有如下實驗器材可供選擇:直流電源:電壓3V,內阻不計;電流表A:量程0~0.6A,內阻約0.125Ω;電壓表V:量程0~3V,內阻約3kΩ;滑動變阻器R1:最大阻值20Ω;滑動變阻器R2:最大阻值1000Ω;開關、導線等。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑時,測量結果如圖甲所示,可知金屬絲的直徑mm;用游標卡尺測量金屬絲的長度,測量結果如圖乙所示,可知金屬絲的長度。(2)在所給的器材中,滑動變阻器應選。(填寫儀器的字母代號)(3)根據題目要求,在下面方框中畫出實驗電路圖。(4)根據實驗原理,測得金屬絲的電阻為,則金屬絲的電阻率(用題中所測物理量符號表示)6.(23-24高二上·陜西西安·期末)實驗室有一靈敏電流計的量程為,內阻未知,現要精確測量的內阻。實驗室中可供選擇的器材有:待測靈敏電流計多用電表電流表(量程為,內阻約為)電流表(量程為,內阻約為)定值電阻(阻值為)定值電阻(阻值為)滑動變阻器(最大電阻,額定電流)直流電源(電動勢,內阻)開關、導線若干(1)先用多用電表粗測的內阻。正確的操作中應該使多用電表的紅表筆接靈敏電流計的(填“正”或“負”)接線柱,黑表筆接另一個接線柱。(2)步驟(1)中粗測的內阻為,為了精確測量的內阻,實驗小組的同學選擇了如圖所示的電路,電表應選擇(填“”或“”),定值電阻應選擇(填“”或“”)。(3)按照上述設計的電路進行實驗,測得電表的示數為,電表的示數為,則電流計的內阻的表達式為(用“、、”等符號表達)。7.(22-23高一下·江蘇淮安·期末)測量一量程為3V的電壓表內阻(約為幾千歐),除待測電壓表外,提供的器材有:A.電阻箱R(最大阻值)B.滑動變阻器(最大阻值)C.滑動變阻器(最大阻值)D.量程為6V的電壓表(內阻約為幾千歐)E.直流電源E(電動勢4V)F.開關一個,導線若干(1)小明同學根據提供的器材,設計了如圖甲所示電路。電路中滑動變阻器應選用(填“”或“”)。閉合開關前,應將電路圖中的滑動變阻器滑片移到最左端,電阻箱R的阻值調為(填“零”或“最大值”),閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器滑片,使電壓表滿偏;保持滑動變阻器滑片的位置不變,調節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數為1.5V,若此時電阻箱的示數為,則電壓表內阻為;
(2)小華同學設計了如圖乙所示電路。實驗時,將電路圖中滑動變阻器滑片移到最左端,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器和電阻箱,使兩個電壓表均有合適的示數,若示數為,示數為,電阻箱阻值為R,則內阻為;(3)關于實驗結果是否存在系統(tǒng)誤差,下列說法正確的是。A.小明同學的實驗結果存在系統(tǒng)誤差,測量值大于真實值B.小明同學的實驗結果存在系統(tǒng)誤差,測量值小于真實值C.小華同學的實驗結果存在系統(tǒng)誤差,測量值大于真實值D.小華同學的實驗結果存在系統(tǒng)誤差,測量值小于真實值8.(23-24高二上·四川南充·階段練習)測電阻有多種方法。(1)甲同學用多用電表歐姆擋直接測量待測電阻的阻值。某次測量時,多用電表表盤指針如圖所示。已知他選用歐姆擋的倍率為“×10”,則的測量值為Ω。
(2)乙同學用如圖所示的電路,測量待測電阻的阻值。某次實驗,電流表的示數為I,電壓表的示數為U,則電阻的測量值為。若不考慮偶然誤差,該測量值與的真實值相比(選填“偏小”或“偏大”)。
(3)丙同學用如圖所示的電路,測量待測電阻的阻值。操作步驟如下:①先將開關S接1,調節(jié)滑動變阻器,讀出電流表的示數I;②再將開關S接2,保持不變,調節(jié)電阻箱,使電流表的示數仍為I,記下此時電阻箱的阻值為。則的測量值為;電流表內阻對測量結果(選填“有’”或“無”影響。
(4)丁同學用如圖所示的電路,測量電流計內阻的阻值,操作步驟如下:①先閉合開關,調節(jié),使電流計指針滿偏;②再閉合開關,保持不變,調節(jié)使得電流計指針半偏,記下此時的值為,則的測量值為;若不考慮偶然誤差,電流計內阻的測量值(選填“大于”“等于”或“小于”)其真實值。
9.(2022·遼寧·二模)某實驗小組做“測量一均勻新材料制成的金屬絲的電阻率”實驗,主要步驟如下:(1)用螺旋測微器測得金屬絲橫截面直徑的示數如圖甲所示,則其直徑D=mm;(2)用刻度尺量出金屬絲接入電路的長度L;(3)用圖乙所示的電路測量金屬絲的電阻Rx、電路中R1、R3為阻值未知的定值電阻,R2為電阻箱;①先閉合開關S、S0,然后調整電阻箱R2的阻值,使電流表G的示數為并記下電阻箱的示數R21;②然后將電阻箱與Rx交換位置,再次調整電阻箱R2的阻值,使電流表G的示數為,記下電阻箱的示數R22,則金屬絲的電阻為Rx=(用R21、R22表示);(4)求得金屬絲的電阻率=(用L、D、R21、R22表示)。10.(23-24高二上·江蘇泰州·期末)某同學根據閉合電路歐姆定律測量電源的電動勢和內阻。(1)設計如圖1所示的電路,現有圖2所示的實驗器材和若干導線。圖中已將實驗器材進行了部分連接,還應當用一根導線將電壓表接線柱h與接線柱連接,再用另一根導線將電壓表接線柱g與接線柱連接;填寫接線柱對應的字母(2)電路接線完畢,在保證電路安全的情況下閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,發(fā)現電壓表讀數一直接近3V而電流表讀數始終為零。已知導線與接線柱均無故障,且故障只有一處。現只改變電壓表接線,再閉合開關、調節(jié)變阻器。下列推斷正確的是______;A.電壓表接在a、f之間,電壓表、電流表讀數總為零,表明滑動變阻器短路B.電壓表接在a、b之間,電壓表讀數總接近3V、電流表讀數總為零,表明電流表斷路C.電壓表接在c、d之間,電壓表、電流表讀數總為零,表明開關是完好的(3)實驗由圖1正確操作后,根據下圖數據,測得電池的電動勢V,內阻;(4)如果連接線接頭嚴重氧化或與接線柱連接不緊就會產生“接觸電阻”,若本實驗中連接滑動變阻器和電流表導線接頭處有“接觸電阻”,則由此產生的影響是:電動勢E測量值選填“偏大”、“偏小”或“不變”;(5)實驗時,小明進行了多次測量,花費了較長時間,測量期間一直保持電路閉合,其實從實驗誤差考慮,這樣的操作不妥,因為。11.(22-23高二上·北京海淀·期中)為了測量一個精密金屬絲的電阻率,某同學進行了如下實驗:(1)如圖所示,該同學先用多用電裝×1Ω擋粗測其電阻為Ω,然后用螺旋測微器測其直徑是mm,用游標卡尺測其長度是mm。(2)該同學進一步設計實驗測量其電阻,除待測金屬絲外還備有如下實驗器材:A.電壓表V1(量程3V,內阻約為15kΩ)B.電壓表V2(量程15V。內阻約為75kΩ)C.電流表A1(量程3A,內阻約為0.2Ω)D.電流表A2(量程600mA,內阻約為1Ω)E.滑動變阻器R1(0~5Ω,0.6A)F.滑動變阻器R2(0~2000Ω,0.1A)G.輸出電壓為3V的直流電源EH.開關S,導線若干①為了使測量結果盡量準確,電壓表應選用,電流表應選用滑動變阻器應選用(填寫儀器的字母代號)。②用所選的器材,在對應的方框中畫出電路圖,并完成下面的實物圖連線。③用該電路進行測量,電阻的測量值真實值(選填“大于”、“等于”或“小于”)。如果金屬絲直徑為D,長度為L,所測電壓為U,電流為I,寫出電阻率的計算公式(用題目所給物理量的符號表示)。
專題05電學實驗目錄TOC\o"1-2"\h\u 2清單01螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數 2清單02電流表和電壓表的改裝、使用和讀數 3清單03電流表的內外接法的選擇及技巧 3清單04滑動變阻器的分壓式和限流式接法選擇及技巧 4清單05歐姆表的工作原理 5清單06實驗:練習使用多用表 5清單07實驗:導體電阻率的測定 7清單08實驗:電源電動勢和內阻的測量 8清單09實驗:描繪小燈泡的伏安特性曲線 9 11突破實驗01用多用表測量電學中的物理量 11突破實驗02導體電阻率的測定 11突破實驗03電源電動勢和內阻的測量 18突破實驗04描繪小燈泡的伏安特性曲線 21突破實驗06特殊法測電阻 30 39
清單01螺旋測微器和游標卡尺的使用和讀數1.螺旋測微器原理和使用(1)構造:如圖甲,S為固定刻度,H為可動刻度.(2)原理:可動刻度H上的刻度為50等份,旋鈕K每旋轉一周,螺桿P前進或后退0.5mm,則螺旋測微器的精確度為0.01mm.甲乙(3)讀數①測量時被測物體長度的半毫米數由固定刻度讀出,不足半毫米部分由可動刻度讀出.②測量值(mm)=固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(估讀一位)×0.01(mm)③如圖乙所示,固定刻度示數為2.0mm,不足半毫米,從可動刻度上讀的示數為15.0,最后的讀數為:2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm.游標卡尺的原理和使用(1)構造(如圖所示):主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個內外測量爪)、游標尺上還有一個深度尺,尺身上還有一個緊固螺釘.(2)用途:測量厚度、長度、深度、內徑、外徑.(3)原理:利用主尺的最小分度與游標尺的最小分度的差值制成.不管游標尺上有多少個小等分刻度,它的刻度部分的總長度比主尺上的同樣多的小等分刻度少1mm.常見的游標卡尺的游標尺上小等分刻度有10個的、20個的、50個的,見下表:刻度格數(分度)刻度總長度每小格與1mm的差值精確度(可準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm讀數:若用x表示由主尺上讀出的整毫米數,K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標的格數,則記錄結果表達為(x+K×精確度)mm.清單02電流表和電壓表的改裝、使用和讀數電流表和電壓表的改裝項目改裝為大量程的電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯電阻分壓并聯電阻分流改裝原理圖分壓電阻或分流電阻U=Ig(Rg+R),故R=eq\f(U,Ig)-RgIgRg=(I-Ig)R,故R=eq\f(IgRg,I-Ig)改裝后電表內阻RV=Rg+R>RgRA=eq\f(RRg,R+Rg)<Rg兩種電表的使用技巧(1)機械調零:在不通電時,指針在零刻度線的位置;(2)量程選擇:指針在滿偏刻度的以上;(3)接入方法:電流表EQ\o\ac(○,A)與待測用電器串聯,電壓表EQ\o\ac(○,V)與待測電阻并聯,接線時,都是電流從正極(紅色接線柱)流入,負極(黑色接線柱)流出;讀數(1)0~3V的電壓表和0~3A的電流表讀數方法相同,此量程下的精確度分別是0.1V或0.1A,看清楚指針的實際位置,讀到小數點后面兩位.(2)對于0~15V量程的電壓表,精確度是0.5V,在讀數時只要求讀到小數點后面一位,即讀到0.1V.(3)對于0~0.6A量程的電流表,精確度是0.02A,在讀數時只要求讀到小數點后面兩位,這時要求“半格估讀”,即讀到最小刻度的一半0.01A.清單03電流表的內外接法的選擇及技巧電流表和電壓表測電阻兩種方法的比較(電流表)內接法(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+IV電阻測量值R測=eq\f(U測,I測)=Rx+RA>Rx測量值大于真實值R測=eq\f(U測,I測)=eq\f(RxRV,Rx+RV)<Rx測量值小于真實值適用條件RA?RxRV?Rx巧記口訣大內偏大(大電阻內接法,測量值偏大)小外偏?。ㄐ‰娮柰饨臃ǎ瑴y量值偏?。┓卜y電阻的電路選擇方法方法(電流表)內接法(電流表)外接法計算法Rx>eq\r(RVRA)Rx<eq\r(RVRA)試觸法按如圖所示電路圖接好電路,讓電壓表的一根接線柱P先后與a、b處接觸一下如果電流表的示數有較大的變化,而電壓表的示數變化不大,則可采用電流表內接法.如果電壓表的示數有較大的變化,而電流表的示數變化不大,則可采用電流表外接法清單04滑動變阻器的分壓式和限流式接法選擇及技巧滑動變阻器的限流式接法和分壓式接法比較限流接法分壓接法對比說明電路圖串并聯關系不同負載R上電壓的調節(jié)范圍eq\f(RE,R+R0)≤U≤E0≤U≤E分壓調節(jié)范圍大,并且從0開始負載R上電流的調節(jié)范圍eq\f(E,R+R0)≤I≤eq\f(E,R)0≤I≤eq\f(E,R)分壓條件范圍大,并且從0開始開關閉合前觸頭位置最右端最左斷都是為了保護電路兩種接法的選擇(1)限流式接法適合控制阻值較小的電阻的電壓,分壓式接法適合控制阻值較大的電阻的電壓.(2)要求電壓從0開始逐漸增大,采取分壓式接法.清單05歐姆表的工作原理歐姆表的原理和使用(1)構造:如圖所示,歐姆表由電流表G、電池、調零電阻R和紅、黑表筆組成.歐姆表內部:電流表、電池、調零電阻串聯.外部:接被測電阻Rx.全電路電阻R總=Rg+R+r+Rx.(2)工作原理:閉合電路歐姆定律I=eq\f(E,Rg+R+r+Rx).(3)刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻Rx=0)時,調節(jié)調零電阻R,使I=Ig,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫歐姆調零.①當I=Ig時,Rx=0,在滿偏電流Ig處標為“0”.(圖甲)②當I=0時,Rx→∞,在I=0處標為“∞”.(圖乙)③當I=eq\f(Ig,2)時,Rx=Rg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內阻值,Rx叫中值電阻.歐姆表測電阻的誤差分析(1)電池舊了電動勢下降,會使電阻測量值偏大.(2)歐姆表擋位選擇不當,導致表頭指針偏轉過大或過小都有較大誤差,通常使表針指在中央刻度附近,即表盤的eq\f(1,3)~eq\f(2,3)范圍內,誤差較?。鍐?6實驗:練習使用多用表多用電表的原理和使用構造多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,又稱萬用表(2)多用表的使用步驟eq\o\ac(○,1)用螺絲刀輕輕轉動多用電表的機械調零旋鈕(調整定位螺絲),使指針正對零刻度(電流、電壓的零刻度)。eq\o\ac(○,2)選擋:測電流、電壓時選擇合適的量程;測電阻時選擇合適的倍率,以使指針指在中間刻度范圍。eq\o\ac(○,3)測電阻選用合適的倍率后,用歐姆調零旋鈕進行調零(表筆直接接觸,指針指右側電阻零刻度)。eq\o\ac(○,4)將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量。eq\o\ac(○,5)將指針示數乘以倍率得測量值。eq\o\ac(○,6)使用完畢后,將選擇開關扳到或交流電壓最高擋。(3)多用表使用的注意事項eq\o\ac(○,1)使用歐姆表前,首先應估測待測電阻的大小,選擇合適的擋位,如果指針偏轉角度大小,應增大倍率;如果指針偏轉角度太大,應減小倍率。eq\o\ac(○,2)每次換擋后都要重新進行歐姆調零。eq\o\ac(○,3)被測電阻要跟電源及其他元件斷開。eq\o\ac(○,4)測電阻時不要用兩手同時接觸表筆的金屬桿。eq\o\ac(○,5)讀數時應將指針示數乘以相應倍率。二極管的單向導電性(1)晶體二極管是由半導體材料制成的,它有兩個極,即正極和負極,它的符號如圖甲所示.(2)晶體二極管具有單向導電性(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向).當給二極管加正向電壓時,它的電阻很小,電路導通,如圖乙所示;當給二極管加反向電壓時,它的電阻很大,電路截止,如圖丙所示.(3)將多用電表的選擇開關撥到歐姆擋,紅、黑表筆接到二極管的兩極上,當黑表筆接“正”極,紅表筆接“負”極時,電阻示數較小,反之電阻示數很大,由此可判斷出二極管的正、負極.3.使用多用電表的注意事項(1)表內電源正極接黑表筆,負極接紅表筆,但是紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入“-”孔,注意電流的實際方向.(2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”.機械零點是表盤刻度左側的“0”位置,調整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻度盤右側的“0”位置,調整的是歐姆擋的調零旋扭.(3)測電壓時,多用電表應與被測元件并聯;測電流時,多用電表應與被測元件串聯.(4)測量電阻時,每變換一次擋位都要重新進行歐姆調零.(5)由于歐姆表盤難以估讀,測量結果只需取兩位有效數字,讀數時注意乘以相應量程的倍率.(6)使用多用電表時,手不能接觸測試筆的金屬桿,特別是在測電阻時,更應注意不要用手接觸測試筆的金屬桿.(7)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開,否則不但影響測量結果,甚至可能損壞電表.(8)如果長期不用歐姆表,應把表內電池取出.清單07實驗:導體電阻率的測定實驗目的掌握螺旋測微器及游標卡尺的原理及讀數方法;掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數方法;會用伏安法測電阻,并能測定金屬的電阻率。實驗原理根據電阻定律公式知道只要測出金屬絲的長度和它的直徑d,計算出橫截面積S,并用伏安法測出電阻Rx,即可計算出金屬絲的電阻率.2.實驗器材被測金屬絲,直流電源(4V),電流表(0~0.6A),電壓表(0~3V),滑動變阻器(0~50Ω),開關,導線若干,螺旋測微器,毫米刻度尺.3.實驗步驟(1)用螺旋測微器在被測金屬絲上的三個不同位置各測一次直徑,求出其平均值d.(2)連接好用伏安法測電阻的實驗電路.(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,反復測量三次,求出其平均值l.(4)把滑動變阻器的滑片調節(jié)到使接入電路中的電阻值最大的位置.(5)閉合開關,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值,填入記錄表格內.(6)將測得的Rx、l、d值,代入公式R=ρeq\f(l,S)和S=eq\f(πd2,4)中,計算出金屬絲的電阻率.清單08實驗:電源電動勢和內阻的測量一、基本實驗要求1.實驗原理閉合電路歐姆定律.2.實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙和刻度尺.3.基本操作(1)電流表用0.6A的量程,電壓表用3V的量程,按圖連接好電路.(2)把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端.(3)閉合開關,調節(jié)滑動變阻器,使電流表有明顯示數并記錄一組數據(I1,U1).用同樣的方法再測量幾組I、U值,填入表格中.(4)斷開開關,拆除電路,整理好器材.二、數據處理及規(guī)律方法1.實驗數據求E、r的處理方法(1)列方程求解:由U=E-Ir得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1=E-I1r,U2=E-I2r)),解得E、r.(2)用作圖法處理數據,如圖所示.①圖線與縱軸交點為E;②圖線與橫軸交點為I短=eq\f(E,r);③圖線的斜率表示r=|eq\f(ΔU,ΔI)|.2.注意事項(1)為了使路端電壓變化明顯,可使用內阻較大的舊電池.(2)電流不要過大,應小于0.5A,讀數要快.(3)要測出不少于6組的(I,U)數據,變化范圍要大些.(4)若U-I圖線縱軸刻度不從零開始,則圖線和橫軸的交點不再是短路電流,內阻應根據r=|eq\f(ΔU,ΔI)|確定.(5)電流表要內接(因為r很小).3.誤差來源(1)偶然誤差:用圖象法求E和r時作圖不準確.(2)系統(tǒng)誤差:電壓表分流.清單09實驗:描繪小燈泡的伏安特性曲線一、基本實驗要求1.實驗原理(1)測多組小電珠的U、I的值,并繪出I-U圖象;(2)由圖線的斜率反映電流與電壓和溫度的關系.2.實驗器材小電珠“3.8V,0.3A”、電壓表“0~3V~15V”、電流表“0~0.6A~3A”、滑動變阻器、學生電源、開關、導線若干、坐標紙、鉛筆.3.實驗步驟(1)畫出電路圖(如圖甲所示).(2)將小電珠、電流表、電壓表、滑動變阻器、學生電源、開關用導線連接成如圖乙所示的電路.(3)測量與記錄移動滑動變阻器觸頭位置,測出12組左右不同的電壓值U和電流值I,并將測量數據填入自己設計的表格中.(4)數據處理①在坐標紙上以U為橫軸,I為縱軸,建立直角坐標系.②在坐標紙上描出各組數據所對應的點.③將描出的點用平滑的曲線連接起來,得到小電珠的伏安特性曲線.4.實驗器材選取(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偏轉到滿刻度的eq\f(1,3)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相近的滑動變阻器,分壓式接法要選用較小阻值的滑
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