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文档简介
1、实验1 描绘小灯泡的伏安特性曲线一.实验电路图(注意: 外接法和分压电路)二.仪器选择三.数据处理 (画图)1有一个小灯泡标有“6 V,0.6 W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线,有下列器材可供选用:A电压表(05 V,内阻10 k) B电压表(010 V,内阻20 k)C电流表(00.3 A,内阻1 ) D电流表(00.6 A,内阻0.4 )E滑动变阻器(30 ,2 A) F学生电源(直流9 V)。还有开关和导线(1)实验中电压表应选_,电流表应选_。(用序号字母表示)(2)为使实验误差尽可能减小,画出实验电路图。2在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的
2、实验仪器如下:小灯泡L,“3.8 V,0.3 A”电压表V,量程05 V,内阻5 k电流表A1,量程0100 mA,内阻4 电流表A2,量程0500 mA,内阻0.4 滑动变阻器R1,最大阻值10 ,额定电流1.0 A滑动变阻器R2,最大阻值5 ,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 导线、电键等(1)在上述器材中,滑动变阻器应选_;电流表应选_。(填元件的物理符号)(2)在虚线框内画出实验的电路图,并在图中注明各元件的符号。(3)某实验小组完成实验后利用实验中得到的实验数据在IU坐标系中,描绘出如图所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断
3、下图中正确的是(图中P为小灯泡的功率)()3图甲为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的IU图线实验电路图。(1)根据电路图,用笔画线代替导线,将图乙中的实物图连接成完整实验电路。(2)开关S闭合之前,图乙中滑动变阻器的滑片应该置于_(填“A端”“B端”或“AB正中间”)(3)已知小灯泡灯丝在27时电阻值约为1.5 ,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比(热力学温度T与摄氏温度t的关系为T273t),根据图丙画出的小灯泡IU特性曲线,估算该电珠以额定功率工作时灯丝的温度约为_(保留两位有效数字)。 实验二 测定金属的电阻率 1原理: 螺旋测微器的读数2. 实验电路图3
4、. (1)电流表的内接法和外接法 (2)伏安法测电阻的电路选择4某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5 ,为了使测量结果尽量准确,从实验室找到以下供选择的器材:A电池组(3 V,内阻约1 )B电流表A1(03 A,内阻0.012 5 )C电流表A2(00.6 A,内阻约0.125 )D电压表V1(03 V,内阻4 k)E电压表V2(015 V,内阻15 k)F滑动变阻器R1(020 ,允许最大电流1 A)G滑动变阻器R2(02 000 ,允许最大电流0.3 A)H开关、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用_(填写仪器前字母代号)。(2)测电阻时,电流表、电压
5、表、待测电阻Rx在组成测量电路时,应采用安培表_接法,将设计的电路图画在下面方框内。(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读数为_mm。(4)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式_。5在“侧定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待侧金属丝接入电路郁分的长度约为50cm。(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为 m(该值接近多次测量的平均值)(2)用伏安法测金属丝的电阻。实验所用器材为:电池组(电动势3V,内阻约1)、电流表(内阻约0.1)、电压表(内阻约3k)、滑动变阻器R(020,额定电流2
6、A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:次数1234567U/v0.100.300.701.001.501.702.30I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520由以上实验数据可知,他们测量是采用图2中的 图(选填“甲”或“乙”)(3)图3是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的左端。请根据(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。(4)这个小组的同学在坐标纸上建立UI坐标系,如图4所示。图中已标出了与测量数据对应的4个坐标
7、点,请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值 (保留两位有效数字)(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为 (填选项前的符号)A B C A(6)任何实物测量都存在误差。本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是 (有多个正确选项)。 A. 用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差 B. 由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差 C. 若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除有测量仪表引起的系统误差 D.用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差6. 某同学通过实验测定一个阻值约为5的电阻Rx的
8、阻值。(1)现有电源(4V,内阻可不计),滑动变阻器(050,额定电流2A),开关和导线若干,以及下列电表A.电流表(03A,内阻约0.025) B.电流表(00.6A,内阻约0.125)C.电压表(03V,内阻约3k) D.电压表(015V,内阻约15k)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 _(选填器材前的字母);实验电路应采用图1中的 (选填“甲”或“乙”)(2)图2是测最Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请请根据在(1)问中所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线.(3)接通开关,改变滑动变阻器画片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
9、数如图3所示,可得该电阻的测量值RX=UI= (保留两位有效数字)。(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是 ;若在(1)问中选用乙电路残生误差的主要原因是 。(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)再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 。 实验三 电流表改装成电压表 【原理】有一个电流表G,内阻为Rg=120,满偏电流为Ig=
10、3mA,要把它改装成量程为U=6V的伏特表,应该串联多大的电阻? 【2010】21(1)甲同学要把一个量程为200A的直流电流计,改装成量范围是04V的直流电压表。她按图1所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg,其中电阻R0约为1k。为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用 ,电阻器R1应选用 ,电阻器R2应选用 (选填器材前的字母)。A.电源(电动势1.5V)B.电源(电动势6V)C.电阻箱(0999.9)D.滑动变阻器(0500)E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(05.1k)F.电位器(051k)该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。后
11、续的实验操作步骤依次是: , , , ,最后记录R1的阻值并整理好器材。(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)A.闭合S1B.闭合S2C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度如果所得的R1的阻值为300.0,则图1中被测电流计的内阻r的测量值为 ,该测量值 实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。给电流计 联(选填“串”或“并”)一个阻值为 k的电阻,就可以将该电流计改装为量程4V的电压表。 (2)乙同学要将另一个电流计改装成直流电压
12、表,但他仅借到一块标准电压表、一个电池组E、一个滑动变阻器R和几个待用的阻值准确的定值电阻。该同学从上述具体条件出发,先将待改装的表直接与一个定值电阻R相连接,组成一个电压表;然后用标准电压表校准。请你画完图2方框中的校准电路图。实验中,当定值电阻R选用17.0k时,高整滑动变阻器R的阻值,电压表的示数是4.0V时,表的指针恰好指到满量程的五分之二;当R选用7.0k时,调整R的阻值,电压表的示数是2.0V,表的指针又指到满量程的五分之二。由此可以判定,表的内阻rg是 k,满偏电流Ig是 mA。若要将表改装为量程是15V的电压表,应配备一个 k的电阻。 实验四 测电源的电动势和内阻一.实验电路图
13、 二. 数据处理图象的物理意义: (1)纵轴截距:图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的 。(2)斜率:图线斜率的绝对值代表电源的,路端电压U随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在。(3)外电压和内电压:图中U与U分别表示电流为I1时的外电压和内电压。从图象可以看出,I增大时,外电压U;内电压U,但二者之和保持不变。(4)横轴截距:图中Im代表短路电流,Im1. 某同学通过查找资料自己动手整理了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1)和若干导线。请
14、根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图4中器件的连接方式,画线把它们连接起来。A图5A00.20.40.6电池图4R/A-11I654321O41235-1图6接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录。当电阻箱的阻值R=2.6时,其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数,再整理坐标图,如图6所示,图中已标注出了的几个与测量对应的坐标点。请你将与图5实验数据对应的坐标点也标注在图6上。在图6上把描绘出的坐标点连成图线。根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=_V,内电阻r=_。AV图1定值电阻滑动变阻器2. 在实验室测量
15、两个直流电源的电动势和内电阻。电源甲的电动势大约为4.5V,内阻大约为1.5;电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为1。由于实验室条件有限,除了导线、开关外,实验室还能提供如下器材:A. 量程为3V的电压表VB. 量程为0.6A的电流表A1C. 量程为3A的电流表A2D. 阻值为4.0的定值电阻R1E. 阻值为100的定值电阻R2F. 最大阻值为10的滑动变阻器R3G. 最大阻值为100的滑动变阻器R4 (1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用图1所示电路测量电源甲的电动势和内电阻。定值电阻应该选择 (填D或者E);电流表应该选择 (填B或者C);滑动变阻器应该选择 (填F
16、或者G)。分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,计算机拟合得到如图2所示UI图象,U和I的单位分别为V和A,拟合公式为U=5.6I+4.4。则电源甲的电动势E = V;内阻r = (保留两位有效数字)。IU图2在测量电源甲的电动势和内电阻的实验中,产生系统误差的主要原因是 A. 电压表的分流作用B. 电压表的分压作用C. 电流表的分压作用D. 电流表的分流作用V图3定值电阻K1K2E. 定值电阻的分压作用(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻,选择电压表、定值电阻等器材,采用图3所示电路。定值电阻应该选择 (填D或者E)。实验中,首先将K1闭合,K2断开,电压表示数为1
17、.48V。然后将K1、K2均闭合,电压表示数为1.23V。则电源乙电动势E = V;内阻r = (小数点后保留两位小数)。 实验五 万用表的使用【2011】(1)用如图1所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T。请根据下列步骤完成电阻测量:旋动部件_,使指针对准电流的“0”刻线。将K旋转到电阻挡“×100”的位置。将插入“+”、“”插孔的表笔短接,旋动部件_,使指针对准电阻的_(填“0刻线”或“刻线”。将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按_的顺序进行操作,再完成读数测量。图4A将K旋转到电阻挡
18、“×1k”的位置B将K旋转到电阻挡“×10”的位置C将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准(2)使用欧姆表(´1挡)测金属丝的阻值R。测量的读数R=_。练习1. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中, 所用小灯泡标有“3.8V 0.3A”字样,并提供有以下器材:A电压表V(05V,内阻约5k) B电流表A1(050mA,内阻约2)C电流表A2(0500mA,内阻约1) D滑动变阻器R1(010)E滑动变阻器R2(02k) F直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)G开关S及导线若干甲I/AU/VO0.40.30.
19、20.11234乙US电流传感器丙图10(1)为了提高测量的准确度和调节方便:实验中应选用电流表 ,滑动变阻器 。(填写器材代号)。在图10甲虚线框内画出实验电路图。(2)由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图10乙所示。在另一实验中将此小灯泡接入如图10丙所示的电路中,电路中的电源电压U(U3.8V)恒定,在t=t0时刻闭合开关S,由电流传感器记录的电路中电流随时间变化的图象(i-t)可能是图11中的 图(选填“A”、“B”或“C”)。tit0Ati0Ct0itBt0itLt0Bit0Ct0itBt0itLt0C图11图12abGAR0PErS图13I2/AI1/mA1.151.301.401.451.351.251.501.201.1000.10.20.30.40.50.60.7练习2. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,实验室备有下列器材选用:A干电池(电动势E约1.5V,内电阻r约1.0)B电流表G(满偏电流2.0mA,内阻Rg=10)C电流表A(量程00.6A,内阻约0.5)D滑动变阻器R(020,10A)E定值电阻R0(阻值990)F开关和导线若干两组同学分别采用了不同实验方案进行实验:(1)一组同学设计的实验电路如图12所示,并利用以上器材正确连接好电路
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