内容正文:
第十二讲 电学实验大招课——伏安法测电阻
电流表的内接法与外接法
【1】某同学用伏安法测定待测电阻Rx的阻值(约为10 kΩ),除了Rx、开关S、导线外,还有下列器材供选用:
A.电压表(量程0~1 V,内阻约10 kΩ)
B.电压表(量程0~10 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表(量程0~1 mA,内阻约30 Ω)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约0.05 Ω)
E.电源(电动势1.5 V,额定电流0.5 A,内阻不计)
F.电源(电动势 12 V,额定电流2 A,内阻不计)
G.滑动变阻器R0(阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A)
(1)为使测量尽量准确,电压表选用________,电流表选用________,电源选用________.(均填器材的字母代号)
(2)在虚线框内画出测量Rx阻值的实验电路图.
(3)该同学选择器材、连接电路和操作均正确,从实验原理上看,待测电阻测量值会________其真实值,原因是_______________________________.
【2】电阻Rx的阻值在3~5 kΩ间,现要测量其电阻,实验室提供了下列器材:
电压表V(量程3 V,内阻约为30 kΩ)
电流表A1(量程100 μA,内阻约为100 Ω)
电流表A2(量程1 mA,内阻约为10 Ω)
滑动变阻器R(最大电阻500 Ω)
电源E(电动势4 V)
开关S及导线若干
某课外活动小组设计了如图甲所示的测量电路进行了实验,请回答下列问题:
(1)电路中电流表应选用上述器材中的________(填写字母代号);
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑动触头P应在________(选填“a”或“b”)端;
(3)请根据图甲所示的电路图,在图乙中将实物连接补充完整;
(4)实验中得到的I-U图线如图丙中的实线d 所示,电阻Rx的测量值为________ kΩ.
(5)由于本实验存在误差,你认为电阻Rx的真实I-U图线应为图丙中图线________(选填“c” 或“e”).
【3】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(a)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(b)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(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在________(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(b)可判断,由图线________(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1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1位小数).
大招:间接法测电阻
【1】现测定长金属丝的电阻率.
(1) 某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示,
其读数是______mm.
(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号.
电源E(电动势10 V,内阻约为10 Ω)
电流表A1(量程0~250 mA,内阻R1=5 Ω)
电流表A2(量程0~300 mA,内阻约为5 Ω)
滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)
开关S及导线若干
(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=________.
从设计原理看,则测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”).
【2】某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验:
(1)如图甲所示,该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=__________ mm;
(2)该同学用如图乙所示电路图测量金属丝Rx的电阻,供选择的仪器如下:
①电流表A1(内阻为r);
②电流表A2;
③滑动变阻器R1(0~1 000 Ω);
④滑动变阻器R2(0~20 Ω);
⑤蓄电池(2 V);
⑥开关S及导线若干。
(3)滑动变阻器应选择__________(选填“R1 ”或“R2 ”);在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图;
(4)闭合开关S,移动滑动触头至某一位置,记录A1、A2 的读数I1、I2,通过调节滑动变阻器,得到多组实验数据;以I2 为纵坐标, I1为横坐标,作出相应图象,如图丁所示。根据I2-I1 图象的斜率 k及电流表A1内阻r,写出金属丝电阻的表达式Rx= __________;
(5)测得金属丝连入电路的长度为L,则金属丝电阻率ρ=__________(用k、D、L、r表示)。
【3】现要比较准确测量电压表V1的内阻RV.实验室提供的器材有:
A.待测电压表V1(量程3 V,内阻约3 kΩ)
B.电压表V2(量程9 V,内阻约10 kΩ)
C.定值电阻R0(阻值6 kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值20 Ω)
E.直流电源E(10 V,内阻可忽略)
F.开关S及导线若干
(1)请用笔画线代替导线在图中完成电路的连接;
(2)请把下列实验步骤补充完整
①闭合开关S前应将滑动变阻器的滑片移至最________端(选填“左”或“右”);
②闭合开关S,移动滑片至某一位置,记录电压表V1、V2的示数U1、U2;
③多次移动滑片,记录相应的电压表V1、V2的示数U1、U2;
④以U2为纵坐标、U1为横坐标,作出相应图象,如图乙所示.
(3)用U2-U1图线的斜率k及定值电阻的阻值R0,写出待测电压表内阻RV=________.
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