12.[苏中四市二区]14.图十一中,甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒,现测量该材料的电阻率.
(1)首先用多用电表的
欧姆档(倍率为×10)粗测
其电阻,指针位置如图乙所
示,其读数R= .
(2)然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻:
A. 电流表: 量程为0.6A,内阻约为0.1Ω
B. 电压表: 量程为3V,内阻约为3kΩ
C. 滑动变阻器:最大阻值为20Ω,额定电流1A
D. 低压直流电源:电压6V,内阻忽略
F. 电键K,导线若干
在方框中画出实验电路图.
(3)如果实验中电流表示数为I,电压表示数为U,并测出该棒的长度为L、直径为d,则该材料的电阻率ρ= (用测出的物理量的符号表示).
[解] (1)200Ω (4分,漏单位只给1分)
(2)电路如图(4分)
(3)(2分)
11.[苏北十校]11.(11分)某同学设计了一个如图a所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组(电动势约3V)、电流表(量程0.6A,内阻小于1Ω、电阻箱(0-99.99Ω)、滑动变阻器(0-10Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略.
(1)该同学按图a连线,通过控制开关状态,测得电流表内阻约为0.20Ω.该测量产生误差的原因是 .
(2)简要写出利用图a所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤:
① ;
② ;
(3)图b是由实验数据绘出的1/I-R图像,由此求出待测干电池组的电动势E= V、内阻 r= Ω·(计算结果保留三位有效数字)
[解](1)并联电阻箱后线路总电阻减小,从而造成总电流增大。
(2)① 调节电阻箱R,断开开关K,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;
②断开开关K,再调节电阻箱R,将开关S接D,记录电阻箱的阻值和电流表示数;
(3)2.85;2.37
10.[淮安、宿迁、徐州、连云港]11.(10分)影响物质材料的电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某学校研究小组需要研究某种导体材料的导电规律,他们用这种材料制作成电阻较小的元件Z,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)请为他们设计符合要求的电路图进行实验,并画在方框内.
(2)按照正确的电路图连接下面的实物图.
(3)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,在下图中画出元件Z的I-U图象.并判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答: ▲
U/V |
0 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
![]() |
I/A |
0 |
0.20 |
0.45 |
0.80 |
1.25 |
1.80 |
2.81 |
(4)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻箱R的阻值为Rl=2
时,电压表的读数为1.00V;当电阻箱R的阻值为R2=3.6
时,电压表的读数为0.80V.结合上表数据,求出电池的电动势为 ▲ V,内阻为 ▲
(不计电压表内阻的影响).
[解]第⑶问4分,其中作图2分;其余每小问2分.⑶半导体材料 ⑷4.0 、 0.40
9.[泰州市]11.(10分)某同学测量一只未知阻值的电阻。
(1)他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图甲所示。请你读出其阻值大小为_____________。为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?答:_______________________________________________。
(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图乙所示,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器阻值为50Ω。图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻,请你完成其余的连线。
(3)该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将________________(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。
[解](1)1.00kΩ(2分)。将选择开关打到“×100”挡;将两表笔短接,调节调零旋钮,进行欧姆挡调零;再将被电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数;测量完毕将选择开关打到“OFF”挡。(3分)
(2)见右图(3分)(不是分压扣1分)
(3)大于(2分)
8.[沛县]12.(14分)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中,串联了一只2.5Ω的保护电阻R0,实验电路如图1所示,
(1)连好电路后,当该同学闭合电键,发现电流表示数为0,电压表示数不为0。检查各接线柱均未接错,接触良好且未发生短路;他用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别接a、b,b、c,d、e时,示数均为0,把两表笔接c、d时,示数与电压表示数相同,由此可推断故障是 。
(2)按电路原理图1及用多用电表的电压档检查电路,把两表笔分别接c、d时的实物电路图2以画线代导线连接起来。
(3)排除故障后,该同学顺利完成实验,测定下列数据根据数据在下面坐标图中画出U-I图,由图知:电池的电动势为 ,内阻为 。
(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,造成本实验的系统误差的原因是:
(5)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较,E测 E真,r测 r真(填“<”、“=”或“>”)。
[解](1)R断路(2分)
(2)如图(3分)
(3)1.5V(1分),0.5Ω(2分)
(4) 电压表内阻分流(2分)
(5)<、(2分);<(2分)
7.[扬州市]11.(1)物理实验中,误差分为系统误差和偶然误差,通常用_______▲______方法来减小偶然误差。
(2)由于电表的内阻会给实验结果带来影响,一同学为了精确测量某一电阻的阻值,先测出某一电表的内阻再测量未知电阻的阻值。该同学设计的测量电路如图所示,实验步骤如下:
① 按电路图连接好电路,闭合开关S后,闭合开关__▲___,调节滑动变阻器滑动头至适当位置,读出电压表的读数为U1,电流表的读数为I1;
② 再闭合开关____▲___,调节滑动变阻器滑动头至适当位置,读出电压表的读数为U2,电流表的读数为I2。
由实验数据测出电压表内阻RV为______▲______,精确计算待测电阻R的阻值为_______▲__________。
[解](1)多次测量求平均值(2分)
(2)① S1 (2分) ② S2 (2分) (2分)
(3分)
6.[宜兴市]13.(本小题12分) 2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。
图l为某磁敏电阻在室温下的电阻──磁感应强度特性曲线,其中
RB,R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,
需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内
画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度
大小约为0.6-1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值Ro=150Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
C.电流表.量程2.5mA,内阻约30Ω
D.电压表,量程3V,内阻约3kΩ
E.直流电源E,电动势3V,内阻不计
F.开关S,导线若干
(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB = Ω,结合图1可知待测磁场的磁感应强度B = T。
(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B在0-0.2T和0.4-1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
答: 。
(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻──磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
答: 。
[解] (1)如右图所示
(2)1500 0.9
(3)在0-0.2T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化(或不均匀变化);
在0.4-1.0T范围内,磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化(或均匀变化)
(4)磁场反向,磁敏电阻的阻值不变。
5.[宜兴市]12.(本小题10分)为了测定一节干电池电动势和内电阻,某实验小组按图甲所示电路连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时,
发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5V且几乎不变,直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值,出现上述情况的原因是:
。如何改进:
。
改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出图像如图乙所示,由图象可知,这个电池
的电动势E= V,内电阻r= 。
[解]变阻器阻值远大于电源内阻。换小阻值的变阻器。(1.47-1.49; 2.6-2.8)
4.[东台市]11.(8分)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)他们应选用下图所示的哪个电路进行实验?答:( )
(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答: .
U(V) |
0 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.50 |
1.60 |
I(A) |
0 |
0.20 |
0.45 |
0.80 |
1.25 |
1.80 |
2.81 |
3.20 |
(3)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1=2Ω时,电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时,电流表的读数为0.80A .结合上表数据,求出电池的电动势为 ▲ V,内阻为 ▲ Ω.(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)
[解](1)A …… 2分;(2)半导体…… 2分(3)4.0V…… 2分、0.40Ω…… 2分
3.[东台市]18.(6分)如图18-1是为测量电阻面设计的电路,Rx为待测电阻。R′为保护电阻阻值未知,已知R的阻值,电源E的电动势未知,K1、K2均为单刀双掷开关。A为电流表,其内阻不计。18-2是按电路图连接的实物图。测量Rx的步骤为:将K2向d闭合,K1向 闭合,记下电流表读数I1,再将K2向C闭合,K1向 闭合,记电流表读数I。 计算Rx的公式是Rx=
.
[解] a
b Rx=
.
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