高中物理复习课件118个C073.伏安法测电阻.ppt

伏安法测电阻 庞留根吕叔湘中学2007年7月email dyszplg 实验原理实验步骤注意事项07年佛山市教学质量检测11 307年1月苏州市教学调研测试1207届12月江苏省丹阳中学试卷1306年12月广州市x科统考卷1207届12月江苏省丹阳中学试卷1206 07学年度南京市金陵中学一模12南京市07届二模试卷132007年高考广东卷132007年理综山东卷23 伏安法测电阻 实验原理 实验目的 用伏安法间接测定某种金属导体的电阻率 练习使用螺旋测微器 根据电阻定律公式 只要测量出金属导线的长度l和它的直径d 计算出导线的横截面积s 并用伏安法测出金属导线的电阻r 即可计算出金属导线的电阻率 实验器材 被测金属导线 直流电源 4v 电流表 0 0 6a 电压表 0 3v 滑动变阻器 50 电键 导线若干 螺旋测微器 米尺 实验步骤 1 用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径 求出其平均值d 计算出导线的横截面积s 2 按如图所示的原理电路图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导线的有效长度l 反复测量3次 求出其平均值 4 把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置 电路经检查确认无误后 闭合电键s 改变滑动变阻器滑动片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u的值 断开电键s 求出导线电阻r的平均值 5 将测得的r l d值 代入电阻率计算公式中 计算出金属导线的电阻率 6 拆去实验线路 整理好实验器材 注意事项 1 测量被测金属导线的有效长度 是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度 亦即电压表两并入点间的部分待测导线长度 测量时应将导线拉直 2 本实验中被测金属导线的电阻值较小 因此实验电路必须采用电流表外接法 3 实验连线时 应先从电源的正极出发 依次将电源 电键 电流表 待测金属导线 滑动变阻器连成主干线路 闭合电路 然后再把电压表并联在待测金属导线的两端 4 闭合电键s之前 一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置 5 在用伏安法测电阻时 通过待测导线的电流强度i的值不宜过大 电流表用0 0 6a量程 通电时间不宜过长 以免金属导线的温度明显升高 造成其电阻率在实验过程中逐渐增大 07年佛山市教学质量检测11 3 11 3 测定金属丝的电阻 阻值3 5 时 给定的实验器材的实物如下图所示 要求通过金属丝的电流可以在0 0 6a之间变化 请在方框中画出实验电路图 并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图 解 实验电路图如图示 连线图如图示 07年1月苏州市教学调研测试12 12 11分 图a为某一热敏电阻 电路符号为 其电阻值随温度的改变而改变 且对温度很敏感 的i u关系曲线图 1 为了通过测量得到图a所示i u关系的完整曲线 在图b和图c两个电路中应选择的是图 简要说明理由 已知电源电动势为9v 内阻不计 滑动变阻器的阻值为0 100 2 在图d电路中 电源电压恒为9v 电流表读数为70ma 定值电阻r1 250 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 3 举出一个应用热敏电阻的例子 b 电压可从0v调到所需电压 调节范围较大 解 i1 9 250 0 036a 36mai2 70 36 34ma 由图a得ur 5 3v r2 9 5 3 0 034 108 8 5 3 108 8 热敏温度计 13 12分 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件 现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线 要求特性曲线尽可能完整 已知常温下待测热敏电阻的阻值约40 50 热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中 杯内有一定量的冷水 其他备用的仪表和器具有 盛有热水的热水瓶 图中未画出 电源 3v 内阻可忽略 直流电流表 内阻约1 直流电压表 内阻约5k 滑动变阻器 0 10 开关 导线若干 1 图 1 中a b c三条图线能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是 2 在图 2 的方框中画出实验电路图 要求测量误差尽可能小 3 根据电路图 在图 3 的实物图上连线 07届12月江苏省丹阳中学试卷13 c 解 常温下待测热敏电阻的阻值约40 50 放入热水中 电阻减小 所以电流表采用外接法 滑动变阻器最大阻值10 且电压要从0测起 变阻器采用分压器接法 电路图如下左图示 实物连线图如下右图示 06年12月广州市x科统考卷12 12 10分 图12中 甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒 现测量该材料的电阻率 1 首先用多用电表的欧姆档 倍率为 10 粗测其电阻 指针位置如图乙所示 其读数r 2 然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻 a 电流表 量程为0 6a 内阻约为0 1 b 电压表 量程为3v 内阻约为3k c 滑动变阻器 最大阻值为20 额定电流1ad 低压直流电源 电压6v 内阻忽略f 电键k 导线若干在方框中画出实验电路图 200 3 如果实验中电流表示数为i 电压表示数为u 并测出该棒的长度为l 直径为d 则该材料的电阻率 用测出的物理量的符号表示 解 2 电阻较大 所以电流表采用内接法 滑动变阻器最大阻值20 为了多测几组数据 变阻器采用分压器接法 电路图如下图示 3 该材料的电阻率 07届12月江苏省丹阳中学试卷12 12 6分 某学生欲测一未知电阻的阻值 可供选择的器材有 电流表al量程0 10ma 电流表a2量程0 0 6a 电压表vl量程0 3v 电压表v2量程0 15v 滑动变阻器一只 电源4 5v 电键2个 如下图所示 当电键s2连a时 两电表的指针偏转角度都在满偏的4 5处 若将s2接b时 其中一个电表的指针偏角几乎不变 另一电表的指针偏转到满偏的3 4处 该学生所选用的电压表的量程为 所用电流表的量程为 该电阻的阻值为 解 当rx较大时 电键s2从a转向b时 电流表读数减小 电压表读数几乎不变 当rx较小时 电键s2从a转向b时 电压表读数增大 电流表读数几乎不变 由题意可知 rx较大 电流表应采用内接法 s2接b 由于rx较大 所用电流表的量程为0 10ma 电源电压4 5v 所选用的电压表的量程为0 3v 将s2接b时 电压表读数为u 4 5 3 2 4v 电压表读数为i 3 4 10 7 5ma rx u i 2 4 7 5 10 3 320 06 07学年度南京市金陵中学一模12 12 14分 有一根细长而均匀的金属材料样品 截面为外方内圆 如图所示 此金属材料重约1 2n 长约为30cm 电阻约为10 已知这种金属的电阻率为 密度为 0 因管线内径太小 无法直接测量 请设计一个实验方案测量其内径d 现有如下器材可选 a 毫米刻度尺b 螺旋测微器c 电流表 600ma1 0 d 电流表 3a0 1 e 电压表 3v6k f 滑动变阻器 2k 0 5a g 滑动变阻器 10 2a h 蓄电池 6v0 05 i 开关一个 带夹子的导线若干 1 除待测金属材料外 应选用的实验器材有 只填代号字母 a b c e g h i 2 画出你所设计方案的实验电路图 并把所选仪器连成实际测量电路 3 用已知的物理常数和测得的物理量 推导计算金属管线内径d的表达式 2 解 解 设长度为l 截面外边长为a 电压为u 电流强度为i 电阻 截面积 故有 解得 题目 南京市07届二模试卷13 13 某同学要用 伏安法 测定一个待测电阻rx 阻值约为200 的阻值 实验室提供了如下器材 电池组e 电动势为3v 内阻不计 电流表a1 量程为0 10ma 内阻约为40 60 电流表a2 量程为0 500 a 内阻为1000 滑动变阻器r1 阻值范围为0 20 额定电流为2a 电阻箱r2 阻值范围为0 9999 额定电流为1a 开关s 导线若干 请你帮助该同学完成实验中的下述问题 实验中应尽可能的考虑更加准确地测量rx的阻值 1 上述器材中缺少电压表 需选一只电流表将它改装成电压表 请在图甲所示方框中画出将电流表改装成电压表的电路原理图 并在图中标明所用器材的代号 2 请在图乙的方框中画出测量rx阻值的电路图 并在图中标明各器材的代号 1 如图所示 2 如图所示 3 实验中 将电阻箱r2的阻值调为4000 再调节滑动变阻器r1 使两表的示数如下图所示 可读出电流表a1的示数是 电流表a2的示数是 测得rx的阻值是 6 4ma 6 40ma也同样给分 240 2 a 解 电流表a2内阻为1k 改装成电压表后总内阻5k ux i2rv 240 10 6 5 103 1 2v rx ux i1 1 2 6 4 10 6 1 9 102 1 9 102 题目 2007年高考广东卷13 13 12分 实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管 已知螺线管使用的金属丝电阻率 1 7 10 8 m 课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度 他们选择了多用电表 电流表 电压表 开关 滑动变阻器 螺旋测微器 千分尺 导线和学生电源等 1 他们使用多用电表粗测金属丝的电阻 操作过程分以下三个步骤 请填写第 步操作 将红 黑表笔分别插入多用电表的 插孔 选择电阻档 1 把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接 多用表的示数如图9 a 所示 将红 黑表笔短接 调整调零旋钮调零 第3页 图9 a 2 根据多用电表示数 为了减少实验误差 并在实验中获得较大的电压调节范围 应从图9 b 的a b c d四个电路中选择 电路来测量金属丝电阻 d 第4页 3 他们使用千分尺测量金属丝的直径 示数如图10所示 金属丝的直径为mm 4 根据多用电表测得的金属丝电阻值 可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为 m 结果保留两位有效数字 解 3 金属丝的直径为 d 0 260mm 4 多用电表测得的金属丝电阻值 r 4 0 260 12m或13m 题目 5 他们正确连接电路 接通电源后 调节滑动变阻器 发现电流始终无示数 请设计一种方案 利用多用电表检查电路故障并写出判断依据 只需写出简要步骤 5 解 使用多用电表的电压档位 接通电源 逐个测量各元件 导线上的电压 若电压等于电源电压 说明该元件或导线断路故障 使用多用电表的电阻档位 断开电路或拆下元件 导线 逐个测量各元件 导线上的电阻 若电阻为无穷大 说明该元件或导线断路故障 题目 第2页 2007年理综山东卷23 23 检测一个标称值为5 的滑动变阻器 可供使用的器材如下 a 待测滑动变阻器rx 全电阻约5 电阻丝绕制紧密 匝数清晰可数 b 电流表a1 量程0 6a 内阻约0 6 c 电流表a2 量程3a 内阻约0 12 d 电压表v1 量程15v 内阻约15k e 电压表v2 量程3v 内阻约3k f 滑动变阻器r 全电阻约20 g 直流电源e 电动势3v 内阻不计h 游标卡尺i 毫米刻度尺j 电键s导线若干 2页 题目 3页 4页 末页 1 用伏安法测定rx的全电阻值 所选电流表 填 a1 或 a2 所选电压表为 填 v1 或 v2 2 画出测量电路的原理图 并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路 电路原理图和对应的实物连接如图 a1 v2 2页 题目 3页 4页 末页 2 解 方案一 分压接法 方案二 限流接法 2页 题目 3页 4页 末页 3 为了进一步测量待测量滑动变阻器电阻丝的电阻率 需要测量电阻丝的直径和总长度 在不破坏变阻器的前提下 请设计一个实验方案 写出所需器材及操作步骤 并给出直径和总长度的表达式 3 解 方案一 需要的器材 游标卡尺 毫米刻度尺 主要操作步骤 数出变阻器线圈缠绕匝数n 用毫米刻度尺 也可