a15学生实验十五 用DIS测干电池的电动势和内阻(2)

2019-02-17 17:57

14.实验室有下列器材:

A、电流表(0~100μA,1.5kΩ);B、电流表(0~1mA,1kΩ);C、变阻器(0~300Ω);

D、变阻器(0~800Ω);E、干电池(1.5V,r=0);F干电池(9V,r=0) 现要安装一只欧姆表,从上述备用器材中,电流表应选用 ,变阻器应选用 ,电源应选用 ,安装好的欧姆表中心刻度的阻值为 。

15.某同学用以下器材测量电阻:①待测电阻,②电阻箱,③单刀双掷开关(这种电键在掷刀A倒向b时ab接通,倒向c时ac接通),④待测电阻,⑤电源,⑥限流电阻,如12—23所示,实验方法是利用单刀双掷电键分别将电阻值和待测电阻接入电路,用电阻箱替代待测电阻的方法来测定待测电阻的阻值。 (1)在下左图中完成电路的连接(其中有两条导线已连接好);

(2)本实验中电键应先接通的含有 (选填“待测电阻”或“电阻箱”)的电路,用电键变换电路,调节电阻箱时,应使两次测量的 大小相同,这时待测电阻的值可以从 上读出。

16.用上右图中的电路测定未知电阻Rx的值,其中电源电动势未知,电源内阻与电流表的内阻均可忽略不计,R为电阻箱。

(1)若要测得Rx的值,R至少需要取 个不同的数值;

(2)若电流表每个分度表示的电流值未知,但指针的偏转角度与通过的电流成正比,则在用此电路测Rx时,R至少需取 个不同的数值; (3)若电源内阻不可忽略,能否应用此电路测量Rx?答: 。 17.利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV,RV约为300Ω.某同学的实验步骤如下:

①按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器R的滑片P滑到a端,闭合开关S2,并将电阻箱R0的阻值调到较大;

②闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表指针指到满刻度;

③保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关S2调整电阻箱R0的阻值,即等于电压表内阻RV。

实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9Ω)、电池(电动势1.5V,内阻可忽略不计)、导线和开关之外,还有如下可供选择的实验器材: A.滑动变阻器(最大阻值150Ω);B.滑动变阻器(最大阻值10Ω);C.定值电阻(阻值约为20Ω);D.定值电阻(阻值约200Ω). 根据以上设计的实验方法,回答下列问题:

(1)为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器R应选用 定值电阻R′应选用 (填序号)。 (2)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压

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表内阻的测量值R测 真实值RV(填“大于”、“小于”或“等于”),且在其它条件不变的情况下,若RV越大,其测量值R测的误差就越 (填“大”或“小”)。

18.图甲所示电路称为惠斯通电桥,当通过灵敏电流计G的电流Ig=0时电桥平衡,可以证明电桥的平衡条件为:

R1R3,图乙是实验室用惠斯通电桥测量未知电?R2R4阻Rx的电路原理图,其中R是已知电阻,S是灵敏电流计,AC是一条粗细均匀的长直电阻丝,D是滑动头,按下D时就使电流计的一端与电阻丝接通,L是米尺。(1)简要说明测量Rx的实验步骤,并写出计算Rx的公式;(2)如果滑动触头D从A向C移动的整个过程中,每次按下D时,流过G的电流总是比前一次增大,已知A、C间的电阻丝是导通的,那么,电路可能在 断路 了。 19.用下面的方法可以测量物体的带电量。如图所示,小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度的量角器,M、N是两块竖直放置的金属板,加上电压后其两板间电场可视为匀强电场。另外,要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电源、开关、滑动变阻器及导线若干。实验步骤如下:

(1)用天平测出小球的质量m,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量。

(2)连接电路。(请在虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已画出) (3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ

(4)以电电压U为纵坐标,以 为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k

(5)小球的带电量q= (m、d、k等物理量表示)

20.如图所示,在测试电流表指针偏转方向与电流方向的关系时,实验室已配有器材:干电池(E=1.5V,r=1Ω),灵敏电流计G(rg=70Ω,Ig=0.3mA)、开关S、导线若干,另备有电阻器的规格如下:

A.定值电阻(1Ω,5A);B.定值电阻(5Ω,1.5A);C.滑动变阻器(0~20Ω,2A);D.滑动变阻器(0~200Ω,1.5A)。

,实验时,应从器材中选用 作电阻r,选用 作电阻R;电阻r所起的作用是 ,电阻R所起的作用是 。

21.用以下器材测量一待测电阻阻值。器材(代号)与规格如下:电流表A1(量程250mA,内阻r1为5Ω);标准电流表A2(量程300 mA,内阻r2约为5Ω);待测电阻R1(阻值约为100Ω);滑动变阻器R2(最大阻值10Ω);电源(电动势约为10V,内阻r约为1Ω);单刀单掷开关S,导线若干(1)要求方法简捷,并能测多组数据,画出实验电路原理图,并表明每个器材的代号。 (2)需要直接测量的物理量是 ,

用测得的量表示待测电阻R1的计算公式是 。

22.现有两个电阻元件,其中一个是金属材料制成的它的电阻值随温度的升高而增大,而另一个是由某种半导体材料的制成的,其电阻随温度的升高而减小。现对其中一个元件R0进行测试,测得通过其的电流和加在它两端的电压数据如下

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表所示: I/A 0.30 0.60 0.80 1.20 1.70 2.70 3.10 U/V 0.50 0.71 0.82 1.00 1.20 1.50 1.60 (1) 根据表中数据,判断元件R0可能是由上述 材料制成的,并简要说明理由。理由 (2)把元件R0接入如图所示的电路中,闭合开关后,电流表读数为1.2A。已知电路中电源的电动势为3V,内阻不计,此时定值电阻R的电功率 W。

(3)请根据表中数据在(a)图中作出I—U图线。为了求出通过该元件R0的电流I与电压U间的具体关系式,请你适当选取坐标轴,将表中有关数据进行适当换算,在(b)图中作出线性图线,并求出I与U之间的具体关系式。I与U之间的具体关系式为 。

23.待测电阻Rx的阻值约为几百欧,甲乙两位同学分别用不同的器材对其进行了测量:甲同学采用如图所示的电路,电流表内阻很小,电压表内阻很大。当开关S闭合时,电压表示数为6.0V,电流表示数为15mA,则Rx=________Ω。

乙同学选用的器材有:电流表A1与A2,量程均为0~50mA,内阻可忽略;

定值电阻R0一个,阻值为600Ω; 滑动变阻器R一个,阻值为10Ω;

电源E一个,开关S一个,导线若干。

①要求测量几组数据,且每组数据中电流表的读数都有较大变化,试在右边的方框内画出测量电阻Rx的实验电路原理图(原理图中的元件用题干中相应的英文字母标注)。

②若某次测量中与电阻Rx串联的电流表A1的示数为I1,另一个电流表A2的示数为I2。则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=________________。 24. 如图电路中,L1和L2是两只相同白炽灯泡,白炽灯泡的伏安特性曲线如右边I-U图线所示,定值电阻R =100欧,电源电动势E=80伏,内阻不计。断开电键S,灯泡L1两端的电压是 V;若闭合电键S,电阻R上消耗的电功率是 W。

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25.要测量内阻较大的电压表的内阻,可采用“电压半值法”,其实验电路如图所示。其中电源两端的电压最大值大于电压表的量程,电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。先将滑动变阻器R1的滑动头C调至最左端,将R2的阻值调至最大,依次闭合S2和S1,调节R1使电压表满偏,然后断开S2,保持滑动变阻器的滑动头C的位置不变,调节R2使电压表半偏,此时R2的示数即可视为电压表的内电阻值。

(1)实验时,在断开S2调节R2过程中,a点与滑动变阻器的滑动头C之间的电压应_____ 。

(2)实验室备有如下四个滑动变阻器,它们的最大阻值分别为如下值,为减小测量误差,本实验中的滑动变阻器R1应选择_______。(填序号)

A.10Ω B.1kΩ C.10kΩ D.100kΩ 26.U—I图像中的直线a是由5节完全相同的的电池串联而成的电源A伏-安特性曲线,直线b是定值电阻B的伏-安特性曲线,由图可知,每一节电池的电动势为 伏特,下表是由某种材料制成的元器件C两端所施加的电压和相

应所通过电流值,由这些数据可知,元器件C的电阻值随通过电流的增大而 (填写变化情况);如果把定值电阻B和元器件C并联后接在电源A两端,则通过B电阻的电流强度为 A,元器件C的电功率为 W。

U/V 0 0.5 1 2 3.5 4.5 7 I/A 0 0.1 0.15 0.2 0.25 0.27 0.3

27.某同学位研究热敏电阻(电阻值随温度的改变而改

变,且对温度很敏.感)的I—U关系,设计了如图甲所示的电路图,按照该电路图连接实验器材后,对两个不同的热敏电阻RA、RB分别进行了测量,得到了两个热敏电阻的I—U关系曲线,如图乙所示。(1)在实验中,有以下器材供选择:A.量程为100mA的电流表,B.量程为0.6A的电流表,C.量程为3V的电压表,D.量程为15 V的电压表,E.变阻器(最大电阻100Ω,额定电流0.2A),F.变阻器(最大电阻50Ω,额定电流0.02A),G.电动势为9V、内阻不计的直流电源,H.电键与导线。为了得到如图乙所示的完整曲线,请选择合适的实验器材组成如图甲所示电路: (填器材前字母)。

(2)把热敏电阻RA接到路端电压为3V的电源上,此时RA的阻值为 Ω。

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(3)该同学又将RA、RB、定值电阻R0=250Ω与电压恒为9V的直流电源连接,组成如图丙所示电路,则此电路中电流为 mA。 28.某同学设计能较准确地测量电阻Rx的电路如图所示可选择的测量步骤如下:

A.闭合电键S1,电键S2接1,调节RP和RP′使两表达到一定读数,读出电压表和电流表读数U1、I1

B.闭合电键S1,电键S2接2,调节RP和RP′使两表达到一定读数,读出此次电压表和电流表读数U2、I2

C.保持RP不变,闭合电键S1,电键S2接2,调节RP′使两表达到一定的读数,读出此次两表读数U3、I3

正确的操作步骤及顺序是 ,电阻Rx的值为 。 29.为测定某电源内

实验次数 1 2 3 4 5 阻r和一段电阻线

Lx(m) 0.10 O.20 0.30 0.40 0.50 单位长度的电阻R,

1.96 1.45 1.20 1.02 0.88 设计如图所示的电I(A) -10.69 0.83 0.98 1.44 路ab是一段粗细均1/I(A) 0.51 匀的电阻线,R是阻值为2的保护电阻,电源电动势为6V,安培表内阻不计,示数用I表示,滑动片P与电阻线有良好接触,aP长度用Lx表示,其它连接电阻不计,实验时闭合

电键,调节P的位置,将Lx和与之对应的I的数据记录在下表。

(1)画出1/I—L图像;

(2)从图中根据截距和斜率,求出该电源内阻r

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