电流表应选 ;电压表应选 .画出测定金属丝电阻的电路图(要求测量值的变化范围尽量大一些,所用器材用对应的符号标出).
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图所示,金属丝的直径为 mm. (4)若已知绕制这个螺线管使用的金属丝长度为1.2m,根据上面实验电路测得金属丝的
电阻R=4.1Ω,则该金属丝的电阻率为 Q·m(结果保留两位有效数字). 6.答案解析
13.(1)④将选择开关旋至“×1”挡(2分)⑤将红、黑表笔短接,重新调整调零旋钮调零(2分)⑥4Ω(2分)
(2)Al(2分) V1(2分) 测定金属丝电阻的电路图如图所示.(3分) 电源电动势2 V,故电压表选V1;由多用电表指针读数可知,金属丝电阻RX为4Ω.若选A1,则流过A1最大电流,
Im?ER.4A?400mA,故选A1合适;若选A2,如的指针偏角太小,
X?R?0A
读数误差较大,不合适.由于临界电阻R30?RARV?1?3?10??103?远大于待测电阻4Ω,故应采用电流表外接法.因为要求测量值的变化范围尽量大一些,故应采用滑动变阻器的分压式接法,滑动变阻器选R1. (3)0.200(2分)
(4)1.1×10-7
(2分) 由R??ls,S=π(d/2)2
,联立并代入数据算出螺线管使
用的金属丝的电阻率.
7.(8分)某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与截面积的关系,选取了材
料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验: (1)用螺旋测微器测量某一导线的直径如下图所示.
读得直径d= mm.
(2)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据:
电阻 R (Ω) 121.O 50.O 23.9 IO.O 3.1 导线直径 d (mm) O.80l 0.999 1.20l 1.494 1.998 导线截面积 S (mm2) O.504 0.784 1.133 1.753 3.135
请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与截面积S是否满足反比关系?
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若满足反 比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.
(3)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为3.1Ω的导线长度l= m(结
果保留两位有效数字)
实验八 描绘小电珠的伏安特性曲线
一、实验目的
描绘小电珠的伏安特性曲线,并分析其变化规律. 二、实验原理
用电流表测出流过小电珠的电流,用电压表测出小电珠两端的电压,测出多组值,在U-I坐标系中描出各对应点,用一条平滑的曲线将这些点连结起来,就得到小电珠的伏安特性曲线. 三、实验器材
小电珠,4V~6V学生电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关、导线若干.
四、实验步骤及数据处理
1.连接电路:将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关用导线连接成如图实-8-1所示电路.
2.测出小电珠在不同电压下的电流,移动滑动变阻器的触头位置,测出12组左右不同的电压值和电流值I,并将测量数据填入表格.
3.画出伏安特性曲线
(1)在坐标纸上以U (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点. 为横轴,以I为纵轴,建立坐标系.
(坐标系纵轴和横轴的标度要适
中,以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜)
(3)将描出的点用平滑的曲线连结起来,就得到小电珠的伏安特性曲线. 4.拆除电路、整理仪器. 五、注意事项
1.电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法:因为小电珠(3.8 V,0.3 A)的电阻很小,与O~0.6 A的电流表串联时,电流表的分压影响很大.
(2)滑动变阻器应采用分压式连接:目的是使小电珠两端的电压能从0开始连续变化.
2.闭合电键S前,滑动变阻器触头应移到使小电珠分得电压为0的一端,这
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样可以使开关闭合时小电珠的电压能从0开始变化,同时,也为了防止开关刚闭合时小电珠两端因电压过大而被烧坏.
3.U-I图线在U0=1.0V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0 V左右绘点要密,以防出现较大误差.
4.电流表选择0.6A量程,电压表量程的选择视小电珠的额定电压而定,即使用的若是“3.8 V,0.3 A”的小电珠,选用电压表的15 v量程;若使用“2.5 V,0.6 A”的小电珠,则选用电压表的3V量程.
5.保持小电珠的电压接近额定值时要缓慢增加到额定值,记录I后马上断开开关.
6.误差较大的点要舍去U-I图象应是平滑曲线而非折线. 六、误差分析
1.由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,对电路的影响会带来误差. 2.测量时读数带来误差.
3.在坐标纸上描点、作图带来误差. 学生练习:
1.下表中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:
(1)分析上表内的实验数据可知,应选用的实验电路图是图实-8-8中的 (填“甲”或“乙”);
(2)试分析所选实验电路图存在的误差原因.
解析:(1)从表格中的数据可以看出,小灯泡的电压和电流从零开始逐渐变
化.甲电路中滑动变阻器采用分压接法,可以获得从零开始变化的电压,符合图中数据的要求.所以应选用的实验电路图是甲图.
(2)由甲图可知,电流表的分压会造成实验误差,因为小灯泡的电阻较小,和电流表内阻相差不太大.电流表最好用外接方式. 答案:(1)甲 (2)见解析
2.(1)如图实-8-9甲所示是学生实验用的有两个量程的电流表刻度盘,当用“-”和“0.6”两接线柱时,能测量的最大电流是 A,刻度盘上的每一小格表示 A;图中表针示数为 A;当使用电流表的“-”和“3”
两个接线柱时,刻度盘上的每一小格代替 A;图中表针示数为 A.
(2)如图实-8-9乙所示为学生实验用的有两个量程的电压表刻度盘,当使用较小量程时,测量电压最大值不得超过 V,每小格表示 V,图中表针示数为 V若使用较大量程,则表盘刻度每小格表示 V,图中表针示数
为 V.
解析:当用“-”和“0.6”、“-”和“3”时,其中“0.6”、“3”即为电表的量
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程.由于电表刻度均匀,故各刻度线平均量程.电表应用过程中读数不能超过其量程.
答案:(1)0.6 0.02 0.44 0.1 2.2 (2)3.0 0.1 1.7 0.5 8.5 3.在如图实-1-7甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,A1、A2、A3为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后( )
图实-1-7
A.通过A1的电流为通过A2的电流的2倍 B.A1的电阻为7.5 Ω C.A1消耗的电功率为0.75 W D.A2消耗的电功率为0.375 W
解析:因电源内阻不计,S闭合后UA1=3 V,UA2=UA3=1.5 V.在I-U图象中,可以读出相应的电流IA1=0.25 A,IA2=IA3=0.2 A,故A不对.由
R=UI知RA1=12 Ω,故B不对,由P=UI知PA1=0.75 W,PA2=0.3 W,故C正确,D错误. 答案:C
4.某同学利用如图实-8-2所示的电路,研究加在标有“3.8V,0.3A”的小电
珠两端的电压和通过它的电流的关系,得到如下所示的数据.
根据以上这些数据完成下列问题: (1)描绘出小电珠的U-I曲线.
(2)比较U1=1.0V和U2=3.0V时小电珠的电阻大小,并说明其原因.
(3)小电珠两端的电压从零到额定电压变化时,小电珠的最大电阻是多少?最大电功率是多少?
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5.(2009年模拟)在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中,除有一标有“6V,1.5W”的小灯泡、导线和开关外,还有: A.直流电源6 V(内阻不计)
B.直流电流表0~3A(内阻0.1 0以下) C.直流电流表0~300mA(内阻约为5 Q) D.直流电压表0~10V(内阻约为15 kn) E.滑动变阻器10Ω,2 A F.滑动变阻器lkΩ,O.5 A
实验要求小电珠两端的电压从零开始变化并能进行多次测量.
(1)实验中电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 .(均用序号表示)
(2)在下面的虚线框内画出实验电路图.并说明用此原理图的原因.
6.(2008·天津高考)用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,请将图实-1-8中实物连接成为实验电路.
图实-1-8
微安表μA(量程200 μA,内阻约200 Ω); 电压表V(量程3 V,内阻约10 kΩ); 电阻R0(阻值约 20 kΩ);
滑动变阻器R(最大阻值50 Ω,额定电流1 A);
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