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1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中,可供选择的器材有:
A.小灯泡:规格为“3.8 V 0.3 A”
B.电流表:量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω
C.电流表:量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω
D.电压表:量程0~5 V,内阻约为5 kΩ
E.滑动变阻器:阻值范围0~10 Ω,额定电流2 A
F.电池组:电动势6 V,内阻约为1 Ω
G.开关一只,导线若干
(1)为了使测量尽可能地精确 ,需要使小灯泡两端电压从0渐渐增大到3.8 V且能便利地进行调整,因此电流表应选________.(填器材前选项)
(2)依据你选用的试验电路,将图3-5-5所示的器材连成实物电路.
图3-5-5
答案 (1)B (2)见解析图
解析 (1)因小灯泡的额定电流为0.3 A,为减小读数误差,应让指针偏角大一些,故电流表选B.
(2)由电流表外接和滑动变阻器接受分压式接法,电路图如图甲所示,由电路图连接的实物图如图乙所示.
1.在图3-5-6中,甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法不正确的是( )
图3-5-6
A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法
B.甲中R测>R真,乙中R测<R真
C.甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,应使R≪RV,故此法测较小电阻好
D.乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R≫RA,故此法测较大电阻好
答案 B
解析 甲图叫做电流表的外接,乙图叫做电流表的内接,A正确;甲图由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由R=可知,R测<R真;R越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻;乙图由于电流表的分压,导致电压的测量值偏大.由R=得R测>R真,R越大,电流表的分压越小,误差越小,因此这种接法适用于测大电阻,B错误;CD正确;故选B.
图3-5-7
2.伏安法测电阻,当被测电阻的阻值不能估量时,可接受试接的方法,如图3-5-7所示,让电压表一端接在电路上a点,另一端先后接到b点和c点.留意观看两个电表的示数,若电流表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟________表的内阻可比拟,电压表的两端应接在a和________点.若电压表的示数有显著变化,则待测电阻的阻值跟 ________表的内阻可比拟,电压表应接在a和________两点.
答案 电压 c 电流 b
解析 若电流表示数变化明显,说明电压表的分流作用较大,即说明电压表的内阻不是很大,则待测电阻的阻值跟电压表的内阻可比拟,应接受电流表内接法,即电压表的两端应接在a和c之间;若电压表示数变化明显,说明电流表的分压作用较明显,即电流表的内阻与待测电阻可比拟,应接受电流表的外接法,即电压表应接在a、b之间.
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A.电源E(电动势为4 V,内阻约为2 Ω)
B.滑动变阻器R0(阻值0~2 Ω)
C.电流表A1(量程15 mA,内阻约为10 Ω)
D.电流表A2(量程0.6 A,内阻约为5 Ω)
E.电压表V1(量程3 V,内阻约为1 kΩ)
F.电压表V2(量程3 V,内阻约为10 kΩ)
G.开关及导线若干
则:(1)电流表应选________、电压表应选________.
(2)并在方框中画出电路图.
K
答案 (1)C(或A1) E(或V1)
(2)电路图如图所示
4.在探究小灯泡的伏安特性试验中,所用器材有:灯泡L、量程恰当的电流表A和电压表V、直流电源E、滑动变阻器R、电键S等,要求灯泡两端电压从0 V开头变化.
(1)试验中滑动变阻器应接受________接法(填“分压”或“限流”).
(2)某同学已连接如图3-5-8所示的电路,在连接最终一根导线的c端到直流电源正极之前,请指出其中仅有的2个不当之处,并说明如何改正.
图3-5-8
①________________________________________________________________________.
②________________________________________________________________________.
答案 (1)分压
(2)①电键S不应闭合,应处于断开状态
②滑动变阻器滑动触头p位置不当,应将其置于b端
5.如图3-5-9甲所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的转变而转变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图.
(1)为了通过测量得到如图甲所示I-U关系的完整曲线,在图乙和图丙两个电路中应选择的是图________,简要说明理由:________________________________________________________________________.
(电源电动势为9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100 Ω)
(2)在如图丁所示的电路中,电源电压恒为9 V,电流表读数为70 mA,定值电阻R1=250 Ω.由热敏电阻的I-U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为______ V;电阻R2的阻值为________ Ω.
甲 乙
丙 丁
图3-5-9
答案 (1)乙 图乙加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压 (2)5.2 111.8
解析 (1)图乙的滑动变阻器用的是分压式接法,加在热敏电阻两端的电压可以从零调到所需电压,从而能够得到完整I-U图线,故选图乙.
(2)通过R1的电流为I1== A=36 mA,通过热敏电阻的电流I2=I-I1=(70-36) mA=34 mA,由图甲可知热敏电阻两端的电压为5.2 V,电阻R2= Ω≈111.8 Ω.
6.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中,可供选择的试验仪器如下:
小灯泡L,“3.8 V、0.3 A”
电压表V,量程0~5 V,内阻5 kΩ
电流表A1,量程0~100 mA,内阻4 Ω
电流表A2,量程0~500 mA,内阻0.4 Ω
滑动变阻器R1,最大阻值10 Ω,额定电流1.0 A
滑动变阻器R2,最大阻值5 Ω,额定电流0.5 A
直流电源E,电动势约为6 V,内阻约为0.5 Ω
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选________;电流表应选________.
(2)在虚线框内画出试验的电路图,并在图中注明各元件的符号.
图3-5-10
(3)某试验小组完成试验后利用试验中得到的试验数据在I-U坐标系中,描绘出如图3-5-10所示的小灯泡的伏安特性曲线.依据此图给出的信息,可以推断下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)( )
答案 (1)R1 A2 (2)电路图如解析图所示 (3)BD
解析 (1)本题滑动变阻器接受分压接法,通常应当选用最大阻值小的滑动变阻器,但本题中假如选用R2,则电路中的电流会超过R2允许通过的最大电流,故滑动变阻器应当选择R1.电流表A1的量程太小,故电流表应当选择A2.
(2)电路如右图所示,由于电压要从0开头测量,滑动变阻器用分压接法;由于灯泡的内阻比较小,电流表用外接法.
(2)随着通过小灯泡电压电流的增大,小灯泡消耗的功率增大,小灯泡的电阻也增大,由P=知B图正确,由P=I2R知D图正确.
图3-5-11
7.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”试验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图3-5-11所示方式连接好电路,电路中全部元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:(1)若不管怎样调整滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是________导线断路.
(2)某同学在试验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图中的(a)、(b)、(c),下列说法正确的是( )
图2-5-14
A.a可以作为标准电阻使用
B.b能作为标准电阻使用
C.b的阻值随电压上升而增大
D.c的阻值随电压上升而增大
答案 (1)g (2)AC
解析 (1)若调整滑动变阻器,小电珠的亮度变化,但电压表、电流表示数总不能为零,说明滑动变阻器不起分压作用,所以可能是g导线断路.
(2)因a元件的IU线是直线,说明电阻随电压的变化不变,故可作为标准电阻,故A对,B错.因IU线的斜率倒数表示电阻值的变化,故C对,D错,选A、C.
8.某同学通过试验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在试验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);试验电路应接受图3-5-12中的________(选填“甲”或“乙”).
图3-5-12
(2)图3-5-13是测量Rx的试验器材实物图,图中已连接了部分导线.请依据在(1)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线.
图3-5-13
(3)接通开关,转变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图3-15-14所示,可得该电阻的测量值Rx==________Ω(保留两位有效数字).
图3-15-14
(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要缘由是________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要缘由是________.(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映U-x关系的示意图中正确的是________.
答案 (1)B C 甲 (2)见解析 (3)5.2 (4)B D (5)A
解析 (1)为了减小误差,应使电表读数为量程的~,电源电动势为4 V,故电压表选C.估算通过Rx的最大电流约为Im= A=0.6 A,所以电流表应选B.由于>,所以电流表应外接,即应接受甲电路,测量误差较小.
(2)
(3)电流表、电压表的读数分别为I=0.50 A U=2.60 V所以Rx==5.2 Ω.
(4)甲电路中产生误差的主要缘由是电压表的分流作用,选项B正确.乙电路中产生误差的主要缘由是电流表的分压作用,故选项D正确.
(5)Rx两端的电压U=其中R为滑动变阻器总阻值,L为滑动变阻器两端总长度,结合数学学问可知选项A正确.
9.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的试验中,某同学测得电流—电压的数据如下表所示:
电流I/mA
2.7
5.4
12.4
19.5
27.8
36.4
47.1
56.1
69.6
81.7
93.2
电压U/V
0.04
0.08
0.21
0.54
1.30
2.20
3.52
4.77
6.90
9.12
11.46
(1)用上表数据在图3-5-15中描绘电压随电流的变化曲线;
图3-5-15
(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系,已作出电阻随电流的变化曲线如图3-5-16所示,请指出图线的特征,并解释形成的缘由.
图3-5-16
答案 (1)如图所示
(2)特点:电阻随电流增大而增大
电阻随电流的变化快慢不同,存在三个区间:第一区间电流很小时,电阻变化不大;其次区间灯丝温度上升快,电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能,灯丝温度上升变慢,电阻增大也变慢.
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