物理步步高大一轮复习讲义答案

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3 2.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径. 3.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成. 不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,其规格见下表: < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>刻度格数(分度 10 20 50 4.读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(xK×精确度mm. 三、常用电表的读数 对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指针的实际位置进行读数即可. (103 V的电压表和03 A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别是0.1 V0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位. (2对于015 V量程的电压表,精确度是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一位,即读到0.1 V. (3对于00.6 A量程的电流表,精确度是0.02 A在读数时只要求读到小数点后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A. 刻度总长度 9 mm 19 mm 49 mm 每小格与1 mm的差值 0.1 mm 0.05 mm 0.02 mm 精确度(可精确到 0.1 mm< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> 0.05 mm< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> 0.02 mm 精品
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< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>基本实验要求< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> 1< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>.实验原理 根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径d,计算出横截面积S,并用伏安法测出电阻Rx,即可计算出金属丝的电阻率. 2.实验器材 被测金属丝,直流电源(4 V,电流表(00.6 A,电压表(03 V,滑动变阻器(50 Ω,开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺. 3.实验步骤 (1用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d. (2连接好用伏安法测电阻的实验电路. (3用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求出其平均值l. (4把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置. (5闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>IU的值,填入记录表格内. lπd2(6将测得的Rxld值,代入公式RρS中,计算出金属丝的电阻率. S44.电流表、电压表测电阻两种方法的比较 电路图 误差原因 电流表分压 电压表分流 电流表内接法 电流表外接法 UUxUA IIxIV 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>电阻测量值< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>UR< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>RxRA>Rx I测量值大于真实值 URxRVR<R IRx< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>RVx测量值小于真实值 适用条件 RARx 规律方法总结 RVRx 1.伏安法测电阻的电路选择 (1阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法. (2临界值计算法 Rx<RVRA时,用电流表外接法; Rx>RVRA时,用电流表内接法. (3实验试探法:按图4接好电路,让电压表的一根接线柱P先后与ab处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法. 4 2.注意事项 (1先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量. (2电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法. (3电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致电阻率在实验过程中变大. 3.误差分析 (1若为内接法,电流表分压. (2若为外接法,电压表分流. (3长度和直径的测量. 考点一 测量仪器、仪表的读数 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>1.游标卡尺的读数 (110分度的游标尺的读数:主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游1标的格数×. 10(220分度的游标尺的读数:主尺上读出整毫米数+游标尺上与主尺上某一刻度线对齐的游1标的格数×. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>20< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>2.螺旋测微器的读数 方法:固定刻度数mm+可动刻度数(估读一位×0.01 mm. 3.电流表和电压表的读数 (1若刻度盘上每一小格为:1,0.1,0.01,…时,需估读到最小刻度值的下一位. (2若刻度盘上每一小格为:2,0.2,0.02,5,0.5,0.05,…时,只需估读到最小刻度值的位数. 1[直尺和游标卡尺的读数](2014·福建理综·19(1< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>某同学测定一金属杆的长度和直径,示数如图5甲、乙所示,则该金属杆的长度和直径分别为________ cm________ mm. 5 答案 60.10 4.20 解析 刻度尺的分度值为1 mm要估读到0.1 mm.游标卡尺读数=4 mm+10×0.02 mm4.20 mm. 2[螺旋测微器的读数]完成下列读数(如图6所示 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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6 a____________mm c____________mm b____________mm d____________mm 答案 a0.486(0.4840.488 b0.536(0.5340.538 c4.078(4.0774.079 d5.663(5.6615.665 3[电压表、电流表和电阻箱的读数](1①如图7所示的电流表使用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________A,图中表针示数是________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表________ A< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>,图中表针示数为________A. 7 ②如图8所示的电表使用较小量程时,每小格表示____________V,图中指针的示数为________ V.若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示________V,图中表针指示< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>的是________V. 8 (2旋钮式电阻箱如图9所示,电流从接线柱A流入,B流出,则接入电路的电阻为____ Ω.今欲将接入电路的电阻改为2 087 Ω,最简单的操作方法是________.若用两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>_________ 9 答案 (1①0.02 0.44 0.1 精品
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>220 ②0.1 1.40 0.5 7.0 (21 987 将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0 019 998 Ω < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>解析 (1①电流表使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,指针的示数为0.44 A当换用3 A量程时,每一小格为0.1 A,指针示数为2.20 A. ②电压表使用3 V量程时,每小格表示0.1 V,指针示数为1.40 V;使用15 V量程时,每小格为0.5 V,指针示数为7.0 V. (2电阻为1 987 Ω.最简单的操作方法是将“×1 k”旋钮调到2,再将“×100”旋钮调到0.每个电阻箱的最大阻值是9 999 Ω,用这样两个电阻箱串联可得到的最大电阻2×9 999 Ω=19 998 Ω.故两个这样的电阻箱,则可得到的电阻值范围为019 998 Ω. 考点二 实验操作及数据处理 4[实验操作](2014·江苏单科·10某同学通过实验测量一种合金的电阻率. (1用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图10所示的部件__________(选填“A”、“B”、“C”或“D.从图中的示数可读出合金丝的直径为________ mm. 10 (211所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出.合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中______(选填图中表示接线柱的数字之间出现了________(选填“短路”或“断路” 11 (3在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23 V38 精品
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>58.7 Ω.为了更准确地测出合金丝的< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议. 答案 (1B 0.410 (2789 断路 (3电流表改为内接;测量多组电流和电压值,计算出电阻的平均值.(或测量多组电流和电压值,用图象法求电阻值 解析 (1螺旋测微器读数时应先将锁紧装置锁紧,即旋紧B.螺旋测微器的示数为(041.0×0.01 mm0.410 mm. (2电压表的示数不为0,电流表的示数几乎为0,说明连接两电表的电路是导通的.而滑动RARx变阻器几乎不起作用,说明线路电阻很大,故可判断789间断路.(3由题知≈0.005<RxRV≈0.020,说明电流表的分压作用不显著,故可将电流表改为内接,并测出多组UI值,求Rx后,再取平均值作为实验结果. 5[实验操作及数据处理]用伏安法测定电阻约为5 Ω的均匀电阻丝的电阻率,电源是两节干电池.如图12甲所示,将电阻丝拉直后两端固定在带有刻度尺的绝缘底座的接线柱上,底座的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P,触头上固定了接线柱,按下P时,触头才与电阻丝接触,触头的位置可从刻度尺上读出.实验采用的电路原理图如图乙所示,测量电阻丝直径所用螺旋测微器如图丙所示. 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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12 (1用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动________使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转________夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动________使F固定后读数.(填仪器部件的字母符号 (2根据电路原理图乙,用笔画线代替导线,将实物图丁连接成实验电路. (3闭合开关后,滑动变阻器触头调至一合适位置后不动,多次改变P的位置,得到几组UUIL的数据,用R计算出相应的电阻值后作出RL图线如图13所示.取图线上两个点I间数据之差ΔLΔR,若电阻丝直径为d,则电阻率ρ________. 13 πΔRd2答案 (1D H G (2如图所示 (3 L解析 (1在用螺旋测微器测电阻丝的直径时,先转动粗调旋钮D,使测微螺杆F接近被测电阻丝,再转动微调旋钮H夹住被测物,直到棘轮发出声音为止,拨动止动旋钮G使F定后读数. 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>答案< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>(10.400 < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>(2< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>①图线见解析图< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>4< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>ρ< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>π< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>Ed< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>2 1.1×106 ②1.4 解析 (1由题图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0 mm+40.0×0.01 mm0.400 mm. (2①如图所示. 1IxEπd2根据图象由电阻定律可得Rρ,由欧姆定律可得:R,则图象斜率kS SIx4 I联立解得:k πEd2Δx4ρ代入数据得: Δ1k3.61.83 0.6联立解得电阻率为: ρkπEd24 代入数据得: ρ≈1.1×106 Ω·m; 1②根据x关系图线纵轴截距为1.8此时待测电阻丝的电阻为0由闭合电路欧姆定律得:IEI(rR0 1即:3(r4.0 1.8得:r1.4 Ω 计算电阻率的两种方法 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>1< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>.根据电阻定律得< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>ρ< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>RS < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>l2.通过有关图象来求电阻率.图象法处理实验数据是最常用的方法之一,要从物理规律出发,写出图象的函数关系式,弄清斜率、截距等的物理意义,从而求出相关物理量. 考点三 电阻的测量 电阻测量的六种方法 1.伏安法 外接法:电路图 内接法:特点:大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻时应用内接法测量,测小电阻时应采用外接法测量 2.安安法 若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用. (1如图16甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知的内阻R2的内阻R1,则可测 I1R1. I2的内阻R1串联一定值(2如图乙所示,当两电流表的满偏电压UA2UA1时,如果已知电阻R0后,同样可测得I1R1R0的电阻R2. I2 16 3.伏伏法 若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用. (1如图17甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知的内阻R1,则可测出的内阻U2R2R1. U1(2如图乙所示,两电压表的满偏电流IV1IV2时,若已知的内阻R1并联一定值电阻精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>R< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>0< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>后,同样可得的内阻R2U2U1U1R< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>1R0. 17 4.等效法测电阻 如图18所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出电流表示数I;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数仍I,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值. 18 5.比较法测电阻 如图19所示,读得电阻箱R1的阻值及的示数I1I2,可得RxI2R1. I1如果考虑电流表内阻的影响,则I1(RxRA1I2(R1RA2 19 6.半偏法测电流表内阻 电路图如图20所示 20 步骤: 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>(1断开S2,闭合S1,调节R0< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>,使的示数满偏为Ig 的示数为< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> 2(2保持R0不变,闭合S2,调节电阻箱R,使(3由上可得RAR. Ig特别提醒 R0RA时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样够小,误差才小. 表满偏时R0才足够大,闭合S2时总电流变化才足 7[伏安法测电阻](2014·浙江理综·22小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣,于是用伏安法测量其电阻值. (121是部分连接好的实物电路图,请用电流表外接法完成接线并在图中画出. 21 22 (2小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性,并将得到的电流、电压数据描到UI图上,如图22所示.在图中,由电流表外接法得到的数据点是用________(填“○”或“×”表示的. (3请你选择一组数据点,在图上用作图法作图,并求出这段铅笔芯的电阻为_______ Ω. 答案 (1见解析图甲 (2× (3见解析图乙 用“×”表示的数据连线时,1.2(1.11.3精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>,用“○”表示的数据连线时,1.6(1.51.7均可 解析 (1连线如图甲所示. (2UI图象如图乙所示,U< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>I图象的斜率反映了电阻的大小,而用电流表内接法时测得的电阻偏大,外接法时测得的电阻偏小,所以外接法的数据点是用“×”表示的. ΔU(3UI图象上,选用外接法所得的“×”连线,则< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>R1.2 Ω,选用内接法所得的ΔIΔU“○”连线,则R1.6 Ω. ΔI8[电表改装和电阻测量]现要测量电流表G1的内阻,给出下列器材:电流表G1(量程5 mA内阻r1约为150 Ω 电流表G2(量程10 mA,内阻r2约为100 Ω 定值电阻R1100 Ω 定值电阻R210 Ω 滑动变阻器R3(0200 Ω 干电池E(1.5 V,内阻未知 单刀单掷开关S 导线若干 (1定值电阻选________________ (2如图23所示,在虚线框中已画出部分实验电路设计图,请补充完整,并标明所用器材的代号; 精品
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
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23 (3若选测量数据中的一组计算r1所用的表达式为r1____________________式中各符号的意义是__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>答案 (1R1 < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>(2电路图如图所示< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> R1I2I1(3 I1I2分别表示电流表G1G2的读数,R1表示定值电阻R1的阻值. I1解析 (1若选R2,则其阻值太小,电流过大,而R1G1内阻相当,故选R1. (2电路图如图所示.G2的示数-G1的示数为通过R1的电流值. (3由并联电路特点得:I1r1R1(I2I1 R1I2I1r1 I1I1I2分别表示电流表G1G2的读数,R1表示定值电阻R1的阻值. 9[等效替代法测电阻]电学实验中经常需要测量电阻的阻值. (1测电阻的方法有很多种,现在提供一只标有“220 V 40 W”的灯泡,它正常工作时的电阻为________ Ω.若用多用电表欧姆挡来测量这只灯泡的电阻,则测出的电阻值________(“大于”“等于”或“小于”灯泡正常工作时的电阻值. (2用下列器材设计一个实验,测量该灯泡正常工作时的电阻值. A220 V交流电源 B.单刀双掷开关一个 C.电阻箱一个(0999.9 Ω,额定电流0.5 A 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>D.定值电阻一个(0.5 kΩ,额定电流0.3 A E.交流电流表一个(00.3 A 请在虚线框内画出电路原理图. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>答案 (11 210 小于 (2见解析图 U2U2解析 (1正常工作时电压为额定电压,故有P,所以R1 210 Ω;灯泡在正常工作RP时发热,灯丝电阻率增大,电阻增大,因而用欧姆挡测量时阻值应小于正常工作时的电阻值. (2应用替代法.因电阻箱的最大阻值小于灯泡正常工作的电阻值,故应串联一定值电阻,电路原理图如图所示. 10[< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>半偏法测电阻](2015·新课标Ⅱ·23电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍.某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法,实验室提供的器材如下: 待测电压表(量程3 V内阻约为3 000 Ω电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A,电源E(电动势6 V,内阻不计,开关2个,导线若干. (1虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整(如图24 24 (2根据设计的电路,写出实验步骤: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>(3RVRVRV′________RV(填“>”、“=”或“<”,主要理由是____________________ 答案 (1见解析图 (2见解析 (3 理由见解析 解析 (1实验电路图如图所示. (2移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1S< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻. (3断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,故RV′>RV. 考点四 实验拓展与创新 11[实验器材的创新]有一根细长且均匀的空心金属管线,长约30 cm,电阻约为5 Ω,已知这种金属的电阻率为ρ,现在要尽可能精确测定它的内径d. (1用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图25a所示,从图中读出外径为________ mm应用________(选填“厘米刻度尺”或“毫米刻度尺”测金属管线的长度L 25 (2测量金属管线的电阻R,为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材: A.电压表03 V,内阻约10 B.电压表015 V,内阻约50 C.电流表00.6 A,内阻约0.05 Ω D.电流表03 A,内阻约0.01 Ω E.滑动变阻器,010 Ω F.滑动变阻器,0100 Ω 精品
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. 要求较准确地测出其阻值,电压表应选____________电流表应选__________滑动变阻器应选__________(填序号 (3实验中他的实物接线如图b所示,请指出接线中的两处明显错误. 错误1___________________________________________________________________ 错误2___________________________________________________________________ (4用已知的物理常数和应直接测量的物理量(均用符号表示,推导出计算金属管线内径的表达式d______________ (5在实验中,下列说法正确的是________ A.为使电流表读数明显,应使电流尽可能大些 B.为操作方便,中间过程可保持开关S一直处于闭合状态 C.千分尺的精确度是千分之一毫米 D.用千分尺测量直径时必须估读一位 答案 (15.200 毫米刻度尺 (2A C E (3导线连接在滑动变阻器的滑片上 采用了电流表内接法 (4 < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>D24ρIL (5D πU解析 (1螺旋测微器的读数为: D5 mm+20.0×0.01 mm=5.200 mm 测量30 cm金属管长度时应用毫米刻度尺来测量. (2由于两节干电池的电动势为3 V,所以电压表应选A< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>;由于通过金属管的最大电流为Im< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>U3 A0.6 A,所以电流表应选C.为了较准确地测出其阻值,滑动变阻器应选E. Rx5(3由于待测金属管阻值远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,连线图中的两处明显错误分别是: 错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上; 错误2:采用了电流表内接法. (4设金属管线内径为d< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>,根据电阻定律应有: R 1< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>2< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>12< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>πDπd44ρLUR I精品
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>联立可得:d 4ρIL< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>D πU2(5由金属的电阻率随温度的升高而增大可知,通过待测金属管线的电流不能太大,所以A错误;为减小温度的影响,中间过程应断开开关,所以B错误;千分尺的精确度是0.01 mm1即应精确到毫米,所以C错误;千分尺读数时必须估读一位,即估读到0.001 mm,所以100D正确. 12[液体电阻率的测量]如图26是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L. 26 (1根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示. (2在接通电路前,为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最________(填“左”或“右”.在电路调试时,该同学发现:闭合开关S1后,单刀双掷开关S2< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180 μA;单刀双掷开关S2接到b接点时电压表示数为4.6 V电流表示数为164 μA.正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S2应接到________(a”或“b (3该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ______________(R0Ld等表示 答案 (1如图所示 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>πR0d2(2< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>b (3 4L解析 (1电路原理图如图所示 (2接通电路前为保证电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端.分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远小于被测电阻,为减小误差应当采用电流表内接法,故接b点. URSd2πR0d2(3根据欧姆定律R、电阻定律ρS=π(可得电阻率ρ. IL24L13[实验拓展]某些固体材料受到外力后除了产生形变外,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图27所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材: 27 A.电源E(3 V,内阻约为1 Ω B.电流表A1(0.6 A,内阻r15 Ω C.电流表A2(6 A,内阻r2约为1 Ω D.开关S,定值电阻R0 (1为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,根据虚线框内电路图的设计,甲表选用________(填“A1”或“A2,乙表选用________(选填“A1”或“A2 (2在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向,闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1A2的读数为I2,得Rx________(用字母表示 (3改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>
. < class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>得到不同的Rx值,最后绘成的图象如图28所示.当F竖直向下(设竖直向下为正方向时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx________________.(各物理量单位均为国际单位 28< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'> (4定值电阻R0的阻值应该选用________________ A1 Ω B5 Ω C10 Ω D20 Ω 答案 (1A1 A2 (2I1r1 (3162F (4B I2I1解析 (1由于A1内阻确定,并且与待测电阻接近,与待测电阻并联,用来测出待测电阻Rx两端的电压,用A2测得的电流减去A1测得的电流就是流过待测电阻的电流,根据欧姆定律就可求出待测电阻的阻值,电路连接如图所示. (2待测电阻两端的电压UI1r1,流过待测电阻的电流II2I1,因此待测电阻的阻值为RxI1r1. I2I1(3由图象的对称性可知,加上相反的压力时,电阻值大小相等;图象与纵坐标的交点为16 Ω,R7 Ω时,对应的力为4.5 N,因此函数表达式Rx162F. (4整个回路总电流不能大于0.6 A,而电动势为3 V,因此总电阻应略大于5 Ω,而电源内阻约为1 Ω,因此定值电阻R0的阻值应选5 Ω,即可保证电流不超过量程,也保证电流不太小,两块电流表读数准确. 精品< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>< class='_1'>

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