(2)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻.
①已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100 μA,内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只阻值为________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;
②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
甲
乙
③某次实验的数据如下表所示: 测量次数 电压表V读数 U/V 改装表A读数 I/mA 1 5.26 20 2 5.16 40 3 5.04 60 4 4.94 80 5 4.83 100 6 4.71 120 7 4.59 140 8 4.46 160 该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=________Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是______________________.
④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测
量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是________.(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响
B.滑动变阻器的最大阻值偏小 C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.R0的实际阻值比标称值偏大 19.[答案] (1)60.10 4.20 (2)①1.0 ②如图所示
③1.66 充分利用已测得的数据 ④CD
[解析] 金属杆的长度通过毫米刻度尺读出来,毫米刻度尺读数时要读到最小刻度的下一位,即要有估读数位,如图甲所示,读数为60.10 cm,其中最后一个“0”为估读数;金属杆的直径通过游标卡尺读出来,游标卡尺的读数是主尺读数加上游标尺的读数,注意没有估读,如图乙所示,读数为:4 mm+10×0.02 mm=4.20 mm.
100×106×2.0×103Igrg
[解析] ①由串、并联电路的特点可得:R1==-- Ω=1.0
IA-Ig200×103-100×106-
Ω;
②从电源正极出发,沿电流的流向依次连线,注意电流要由两电表的正接线柱流入,由负接线柱流出;
③E-U=I(r
内
+R0),则-ΔU=ΔI(r
内
+R0),所以(r
内
+R0)=-
ΔUU1-U5
==ΔII5-I1
U2-U6U3-U7U4-U8(U1+U2+U3+U4)-(U5+U6+U7+U8)
====5.66 Ω,所以rI6-I2I7-I3I8-I4(I5+I6+I7+I8)-(I1+I2+I3+I4)=5.66 Ω-R0=1.66 Ω,逐差法处理实验数据的优点是可以充分利用已测得的数据,减小实验误差;
④电压表的读数等于路端电压,所以电压表内阻对测量结果没有影响,选项A错误;滑动变阻器用来改变路端电压,对测量结果没有影响,选项B错误;若R1的实际阻值偏小,则电流表的实际量程偏大,电流表的读数比实际值偏小,电池组的内阻测量值偏大,选项C正确;R0的实际阻值偏大时,电池组的实际内阻比测量值偏小,选项D正确.
34.[2014·广东卷] (1)某同学设计的可调电源电路如图22(a)所示,R0为保护电阻,P为滑动变阻器的滑片,闭合开关S.
①用电压表测量A、B两端的电压:将电压表调零,选择0~3 V挡,示数如图22(b)所示,电压值为________V.
②在接通外电路之前,为了保证外电路的安全,滑片P应先置于________端. ③要使输出电压U变大,滑片P应向________端滑动.
④若电源电路中不接入R0,则在使用过程中,存在________的风险(选填“断路”或“短路”).
内
(a) (b)
34.(1)①1.30 ②A ③B ④短路 [解析] ①据十分之一估读法,应该为1.30 V; ②接通电路前,应该使滑片置于A端,用电器上的电压为0,这样才能起到保护外电路的作用;
③要增大外电路电压,需要使滑片滑向B端;
④若电源电路输出端短路,电源电路中没有接入保护电阻,则当滑片滑至B端时,电路就会短路,电源被烧毁.
10.[2014·江苏卷] 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,读数前应先旋紧题10-1图所示的部件________ (选填“A”“B”“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的
直径为________mm.
(2)题10-2图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”).
(题10-1图)
(题10-2图)
(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 V和38 mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7 Ω,为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应做怎样的改进?请写出两条建议.
10.[答案] (1)B 0.410 (2)7、9 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,用图像法求电阻值)
[解析] (1)读数前应先旋紧B,螺旋测微器的读数为 0 mm+0.01 mm×41.0=0.410 mm.
(2)因为电压表有读数,说明除7、9之间的电路都应畅通,且是串联电路,由于电压表内阻比较大,因此通过电压表、电流表的电流比较小,滑动变阻器滑片的移动对两电表示数的影响较小.则7、9之间的电路可能接触不良,形成断路.
(3)由于RVRA=3000×0.3 Ω=30 Ω,Rx>RVRA, 即
RxRV>,宜采用电流表内接RARx
法;通过多次测量求平均值或图像法可提高实验的精确度.
22.[2014·山东卷] 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验
-
测定其实际长度.该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7×108 Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.
可供使用的器材有:
图甲 图乙
电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω; 电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ; 滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω; 滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω; 定值电阻:R0=3 Ω;
电源:电动势6 V,内阻可不计; 开关、导线若干. 回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”).
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字). 22.[答案] (1)R2 a (2)如右图所示.
(3)2.30(2.29、2.31均正确). (4)94(93、95均正确).
l
[解析] (1)根据电阻定律估算得铜导线的电阻大约为Rx=ρ=1.7 Ω,而R0+Rx=4.7
SΩ,根据电路图,电压表的量程是3 V,电源的电动势为6 V,所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为4.7 Ω.为了多测几组数据,以保证实验结果的准确性,滑动变阻器应选R2.
(2)略.
1
(3)电压表最小刻度表示0.1 V,应该按照估读进行读数,所以读数为2.30 V.
10UUlS
-R0?=94 (4)因为Rx=-R0=ρ,所以l=??I?ρIS
[2014·四川卷] (2)下图是测量阻值约几十欧的未知电阻R x的原理图,图中R0是保护电
阻(10 Ω),R1是电阻箱(0~99.9 Ω),R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源(电动势10 V,内阻很小).
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下: (ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调节滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15 A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2的示数I2;
(ⅲ)重复步骤(ⅱ),再测量6组R1和I2值; (ⅳ)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点. 根据实验回答以下问题: ①现有四只供选用的电流表:
A.电流表(0~3 mA,内阻为2.0 Ω) B.电流表(0~3 mA,内阻未知) C.电流表(0~0.3 A,内阻为5.0 Ω) D.电流表(0~0.3 A,内阻未知)
A1应选用________,A2应选用________.
②测得一组R1和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15 A,应让滑动变阻器R接入电路的阻值________(选填“不变”“变大”或“变小”).
③在坐标纸上画出R1与I2的关系图. ④根据以上实验得出Rx=________Ω. (2)①D C ②变大 ③略 ④31