内容正文:
电路及其应用
第十一章
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素能提升一 电阻的测量
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素能提升二 电表的改装
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物理 必修第三册
制 作 者:状元桥
适用对象:高中学生
制作软件:Powerpoint2003、
Photoshop cs3
运行环境:WindowsXP以上操作系统
1.(2022·1月浙江)小明同学根据图甲的电路连接器材来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”.实验时多次改变合金丝甲接入电路的长度l,调节滑动变阻器的阻值,使电流表的读数I达到某一相同值时记录电压表的示数U,从而得到多个eq \f(U,I)的值,作出eq \f(U,I)-l图像,如图乙中图线a所示.
(1)在实验中使用的是________(选填“0~20 Ω”或“0~200 Ω”)的滑动变阻器.
(2)在某次测量时,量程为3 V电压表的指针位置如图丙所示,则读数U=________V.
(3)已知合金丝甲的横截面积为7.0×10-8 m2,则合金丝甲的电阻率为________Ω·m(结果保留两位有效数字).
(4)图乙中图线b是另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后采用同样的方法获得的eq \f(U,I)-l图像,由图可知合金丝甲的横截面积________(选填“大于”“等于”或“小于”)合金丝乙的横截面积.
解析 (1)由实验原理可知Rx=eq \f(U,I),而由eq \f(U,I)-l图像可知待测电阻最大阻值约为8 Ω,为了使电压表有明显的读数变化,则滑动变阻器的阻值不能太大,故选0~20 Ω比较合适.
(2)量程为3 V的电压表,精度为0.1 V,估读到0.01 V,则电压为1.30 V.
(3)根据电阻定律有Rx=eq \f(U,I)=eq \f(ρ,S)·l,则eq \f(U,I)-l图像中a的斜率为k=eq \f(ρ,S),可得合金丝甲的电阻率为ρ=kS=eq \f(7.4-3.6,0.44-0.20)×7.0×10-8 Ω·m≈1.1×10-6 Ω·m.
(4)另一根长度相同、材料相同的合金丝乙与合金丝甲并联后,电阻率不变,而横截面积变为S1=S+S乙,由题图乙中图线b可得S1=eq \f(ρ,kb) =eq \f(\f(1.1×10-6,2.2-1.0),0.44-0.15) m2≈26.6×10-8 m2,则可得S乙=S1-S=19.6×10-8 m2>S,故合金丝甲的横截面积小于合金丝乙的横截面积.
答案 (1)0~20 Ω (2)1.30 (3)1.1×10-6 (4)小于
2.(2020·全国Ⅰ)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图甲所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图乙所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.
回答下列问题:
(1)图乙中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(选填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.
(2)根据所用实验器材和图乙可判断,由图线______(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________Ω(保留一位小数).
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________Ω(保留一位小数).
解析 (1)伏安法测电阻时,U-I图像的斜率表示待测电阻的阻值,当电压表接在O、P两点之间时,电流表的示数大于流过待测电阻的电流,图像的斜率表示待测电阻与电压表并