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第 39 讲 物理实验(四)
1、理解和掌握测定金属丝的电阻率实验原理,并会做出必要的误差分析。
2、理解和掌握测定电源的电动势和内阻实验原理,并会做出必要的误差分析。
3、清楚多用电表构造及原理。
4、理解和学握用多用电表测量电学中的物理量方法。
5、能够在原型实验基础上,通过对实验的改进或者创新,做出同类探究。
实验 12 测定金属的电阻率(练习使用螺旋测微器)
1.螺旋测微器
(1)构造:如图所示,它的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,旋钮D、微调旋钮D′和可动
刻度E、测微螺杆F连在一起,通过精密螺纹套在B上。(2)原理:测微螺杆F与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮D每旋转一周,
F前进或后退0.5 mm,而可动刻度E上的刻度为50等份,每转动一小格,F前进或后退0.01 mm,
即螺旋测微器的精确度为0.01 mm。读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺。
(3)读数:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出。
测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一
位)×0.01(mm)
如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数
为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm。
2.游标卡尺
(1)构造:如图所示,主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个
深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉。
(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径。
(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。
不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少
1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:
刻度格数 刻度总长 每小格与1 mm
精确度(可准确到)
(分度) 度 的差值
10 9 mm 0.1 mm 0.1 mm
20 19 mm 0.05 mm 0.05 mm
50 49 mm 0.02 mm 0.02 mm
(4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐
的游标的格数,则记录结果表达为(x+K×精确度) mm。
3.伏安法测电阻
(1)电流表的内接法和外接法的比较
内接法 外接法
电路图
误差原因 电流表分压 电压表分流U =U+U I =I+I
测 x A 测 x V
电阻 R ==R+R >R R ==时,用电流表内接法。
x
③实验试探法:按图实74所示接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如
果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的
示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法。
[例题1] (2024•包头三模)实验小组用图甲所示的电路测量金属丝的电阻率,其中定值
电阻R =4 ,R =7 ,实验的主要步骤如下:
1 3
Ω Ω
(1)用螺旋微器测量金属丝直径如图乙所示,则金属丝的直径为D= mm。
(2)如图甲、闭合开关前,滑动变阻器R 的滑片应置于 端(填“c”或“d”)。
4
(3)先量出待测金属丝接入电路中的长度,接着调节滑动变阻器和电阻箱的阻值使电流计示数
为零。若调节前,电流计的电流方向从a流向b,则电阻箱R 的阻值应调 (填“大”或
2
“小”)。
(4)某次测量中,当电流计示数为零时,电阻箱的阻值R =7 ,则金属丝接入电路中的阻值为
2
Ω。
Ω(5)改变金属丝接入电路中的长度,重复以上步骤,记录下每次电流计示数为零时电阻箱的阻
值R 及金属丝的有效长度。
2
1
(6)根据记录的数据作出 −L图像,测得该图像的斜率为k,则金属丝的电阻率为
R
2
(用R 、R ,k、D表示)。
1 3
[例题2] (2024•丰台区二模)在“测量金属丝电阻率”的实验中。
(1)如图所示,用螺旋测微器测量金属丝直径,则金属丝直径D= mm;
(2)待测金属丝电阻较小,为使电阻的测量结果尽量准确,且金属丝两端的电压从零开始变化。
以下实验电路符合要求的是 ;
(3)实验中改变滑动变阻器滑片的位置,读取多组电压、电流值,描绘出的U﹣I图线如图所
示。若图线的斜率为k,金属丝的长度为l,直径为D,则金属丝电阻率的表达式为 ;
(用k、l、D表示)
(4)某同学认为,在不改变电路结构的基础上,可以另外设计一种实验方案,通过改变金属丝
长度,并利用某一电表测得的数据,作出相应的图像,进而通过图线的斜率求得金属丝的电阻
率。请简要说明实验方案,并用斜率k'表示金属丝的电阻率(需要的其他物理量可自选符号表
示)。
[例题3] (2024•天津模拟)如图甲所示的电路可以用来测量电阻丝的电阻率,电阻丝 ab与电流表A及电阻箱串联接入电路,电阻箱起到短路保护作用。电阻丝 ab被固定在带有刻度
的木板上,P是鳄鱼夹,用来调整接入电路中的电阻丝长度l。
①实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d= mm。
②实验开始前把电阻箱的阻值调整到R ,然后闭合开关,从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置,记
0
录下鳄鱼夹每一个位置对应的bc长度l及对应的电流表A的示数I,得到多组(l,I)数据。
③利用图像法处理数据,建立平面直角坐标系,以接入电路的电阻丝长度 l为横轴,以
1
(选填“I”或“ ”)为纵轴,再根据实验数据在坐标系中描点,并且把这些点拟合为一条直
I
线,如图丙所示。
④如果③中图丙所拟合的直线的斜率为k,纵轴截距为b,金属丝的直径为d,本实验所用的电
源电动势为E。则金属丝的电阻率 = 。
⑤仅从实验设计原理上看,用上ρ述方法得到的金属丝的电阻率的测量值与真实值相比
(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
实验 13 描绘小电珠的伏安特性曲线
1.实验原理
(1)测多组小电珠的U、I的值,并绘出I-U图象;
(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.
2.实验器材
小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0~3V~15V”、电流表“0~0.6A~3A”、滑动变阻器、学生电
源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.
3.实验步骤
(1)画出电路图(如实验原理图甲).
(2)将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如实验原理图乙所示的电路.
(3)测量与记录
移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值U和电流值I,并将测量数据填入自
己设计的表格中.
(4)数据处理
①在坐标纸上以U为横轴,I为纵轴,建立直角坐标系.
②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.
③将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线.
4.实验器材选取
(1)原则:①安全;②精确;③操作方便.
(2)具体要求
①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许超过0.6A.
②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.
③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.
④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的以上.
⑤从便于操作的角度来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,分压式接法要
选用较小阻值的滑动变阻器.
【规律方法总结】
1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较
两种接法的电路图
负载R上电压的调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E
负载R上电流的调节范围 ≤I≤ 0≤I≤
2.两种接法的适用条件
(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或比滑动变阻
器的最大电阻还小).
(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大).
3.注意事项
(1)电路的连接方式:
①电流表应采用外接法:因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小,与量程为0.6A的电流表串联时,
电流表的分压影响很大.
②滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变化.
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端,使开关闭合时小电
珠的电压能从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小电珠两端电压过大而烧坏灯丝.
(3)I-U图线在U =1.0V左右将发生明显弯曲,故在U=1.0V左右绘点要密,以防出现较大误
0
差.4.误差分析
(1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外接,由于电压表的分流,
使测得的电流值大于真实值.
(2)测量时读数带来误差.
(3)在坐标纸上描点、作图带来误差.
[例题4] (2024•宁河区校级一模)某同学想通过测绘小灯泡的 I﹣U图像来研究小灯泡的
电阻随电压变化的规律。所用器材如下:
待测小灯泡一只,额定电压为2.5V,电阻约为几欧;
电压表一个,量程0~3V,内阻约为3k ;
电流表一个,量程0~0.6A,内阻约为0Ω.1 ;
滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,Ω导线若干。
(1)请在图甲中画出实验的电路图;
(2)在图乙中描绘出小灯泡伏安特性曲线;
(3)由(2)中图像知,小灯泡正常工作时的电阻为 (结果保留两位有效数字)。
[例题5] (2024•黑龙江模拟)某同学想通过测绘某半导体材料的U﹣I图像来研究该材料
的电阻随电压变化的规律,所用的器材有;
待测半导体一只,额定电压为2.5V,电阻约为几欧;
电压表一个,量程为0~3V,内阻约为3k ;
电流表一个,量程为0~0.6A,内阻约为0Ω.1 ;
滑动变阻器一个,干电池两节,开关一个,导Ω线若干。
完成下列问题:①在图甲中补全实验电路图。
②甲中开关在闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于 端。(选填“A”或“B”)
③该同学通过实验作出该半导体的U﹣I图像如图乙所示,则该材料的电阻随电压的增加而
(选填“增加”“减小”“不变”)。
[例题6] (2024•宁乡市模拟)学校人群密集,是流感高发区,体温计是班级必备物品,
其中电子体温计常用的测温元器件是热敏电阻。现有一热敏电阻,室温下它的阻值约为10 ,
某实验小组想要研究该热敏电阻的电阻与温度的关系,实验室可供选择的实验器材还有: Ω
A.电压表V(量程0~3V,内阻约为10k )
B.电流表A(量程0~0.6A,内阻约为1 Ω)
C.滑动变阻器R
1
(阻值范围0~10 ,允Ω许的最大电流为2A)
D.滑动变阻器R (阻值范围0~20Ω0 ,允许的最大电流为1A)
2
E.干电池2节 Ω
F.开关、导线若干(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的I﹣U图像如图1所示,滑动变阻器应该选用 (填器
材前面的字母序号),他们选用的应该是图 电路(填“甲”或“乙”);
(2)被测元件的阻值R可根据电压表的读数U和电流表的读数I求出,通过调节滑动变阻器接
入电路的阻值,得到多组U、I数据,并对应求出多个R值,根据测得的数值作出如图2所示的
R﹣U图像。当电压表读数为1V时,被测元件的发热功率为 W(保留3位有效
数字)。
(3)现将上述测量的两个相同的热敏电阻(伏安特性曲线如图1所示)和定值电阻、恒压电源
组成如图3所示的电路,电源电动势为6V,内阻不计,定值电阻R =200 ,则一个热敏电阻消
0
耗的电功率为 W(结果保留3位有效数字)。 Ω
实验 14 测定电源的电动势和内阻
1.实验原理
(1)实验依据:闭合电路欧姆定律.
(2)E和r的求解:由U=E-Ir得,解得E、r.
(3)用作图法处理数据,如图所示.①图线与纵轴交点为E;②图线与横轴交点为I =;③图线的斜率表示r=||.
短
2.实验器材
电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺.
3.基本操作
(1)电流表用0.6A的量程,电压表用3V的量程,按实验原理图连接好电路.
(2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.
(3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据(I 、U).用同样的方法再测
1 1
量几组I、U值,填入表格中.
(4)断开开关,拆除电路,整理好器材.
【规律方法总结】
1.实验数据求E、r的处理方法
(1)列多个方程组求解,再求E、r的平均值.
(2)图象法处理:以路端电压U为纵轴,干路电流I为横轴,建坐标系、描点、连线,纵轴截距
为电动势E,直线斜率k的绝对值为内阻r.
2.注意事项
(1)为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池.
(2)电流不要过大,应小于0.5A,读数要快.
(3)要测出不少于6组的(I,U)数据,变化范围要大些.
(4)若U-I图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内阻应根据r=||
确定.
(5)电流表要内接(因为r很小).
3.误差来源
(1)偶然误差:用图象法求E和r时作图不准确.
(2)系统误差:电压表分流.
[例题7] (2024•中山市校级模拟)如图甲所示,用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池,
电动势大约在0.5V~0.6V之间,内阻几千欧左右。某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测
量。(1)如图乙所示,直接用多用电表“直流 2.5V”量程测量出可乐电池的电动势大小为
V(保留两位有效数字);
(2)现有实验器材:
A.电压表(0~3V,R 约为3000 )
V
B.电流表(0~300 A,R 为300Ω)
A
C.电阻箱(0~999μ9 ) Ω
D.滑动变阻器(0~Ω20 )
E.开关,导线若干 Ω
①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻,选择合适的器材并按电路图 完成电路连接;
②通过数据处理画出相应的可乐电池R﹣I图象如图丙实线所示,可知该可乐电池的内阻约为
,测量值 真实值(选填“>”“=”或“<”);
Ω 1
③将该可乐电池静置5h后再次测量获得的R− 图象如图丙虚线所示,可知该可乐电池的电动
I
势 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
[例题8] (2024•潍坊二模)小明同学是一名山地车骑行爱好者,为了夜间骑行安全,他
网购了一个太阳能山地车尾灯(如图甲所示)。好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开,发现了可为
内部一组镍氢电池组充电的光伏板。小明同学想测量该光伏板的电动势(电动势约为 4V)及
其内阻,于是他从实验室借到了以下器材:
A.电压表V(量程0∼3V,内阻为3k )
B.毫安表A(量程0∼100mA,内阻很Ω小)C.滑动变阻器R(0∼500 )
D.定值电阻R 1 =3k Ω
E.定值电阻R =12kΩ
2
F.开关、导线若干甲Ω
(1)小明设计了如图乙所示的电路,为了精确测量电路电压,则与电压表串联的定值电阻为
(选填“R ”或“R ”);
1 2
(2)给光伏板一定的光照进行实验,将电压表的读数记为 U,毫安表的读数记为I,通过改变
滑动变阻器的阻值,测得多组U、I值,根据记录的实验数据做出U﹣I图像如图丙所示,通过图
像可得光伏板的电动势E= V,图中线性段时光伏板的内阻r= ;(结果保
留2位有效数字) Ω
(3)将一个50 的定值电阻与光伏板串联,保持光照条件不变,则该定值电阻消耗的功率P=
W。(结果保留Ω2位有效数字)
[例题9] (2024•惠州一模)某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻R 的阻值与
0
电源电动势E和内阻r,R为电阻箱,电流表可视为理想电流表。操作步骤如下:
(1)测量R 的阻值。先闭合开关S 和S ,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为11 时,电流表
0 1 2
示数为I;接着断开S ,调节电阻箱,当电阻箱的阻值 R为5 时,电流表示数仍Ω为I,此时则
2
R 的阻值为 ;若电流表为非理想电流表,则按照该方Ω法实际测量得到的R 的阻值将
0 0
(选填“偏大”“偏Ω小”或者“不变”)。
(2)保持S 闭合、S 断开,多次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流
1 2
表A的示数I。为了直观地得到I与R的关系,该同学以电阻箱的阻值R为纵轴,以x为横轴作
出了如图(b)的图像,则横轴x为 ,R= −R −r (用字母E、I、R 和r表
0 0示)。
(3)若图(b)中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位,由图像可求得电源的电动势 E=
V,内阻r= (结果均保留2位有效数字)。
Ω
实验 15 练习使用多用电表
1.实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)
三个.
2.实验步骤
(1)观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.
(2)机械调零:检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置.若不指零,则可用小螺丝
刀进行机械调零.
(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔.
(4)测量小灯泡的电压和电流
①按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电
压.
②按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;
②将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;
③读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;
[来源
④测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
【规律方法总结】
1.多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插
孔,注意电流的实际方向应为“红入”,“黑出”.
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下
边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮.
(3)由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应挡位的倍率.
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表
笔的金属杆.
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.
(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零.
(7)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡.长期不用,应把表内电池取出.
2.多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用.
a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电
源损坏.
b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势,
则说明该部分电路中有断点.
②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用,将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,
则说明与电流表串联的部分电路断路.
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无
穷大(或无电流)说明此元件断路.
不能用欧姆表检测电源的情况.
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.
②用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路.
[例题10](2024•甘肃模拟)某实验小组欲将电流表G(量程为0~3mA)改装为欧姆表。
实验器材如下:电动势为1.5V的干电池1节、滑动变阻器(阻值范围为0~1000 )。将它们
按如图甲所示连接。 Ω
(1)将图甲中接线柱 (填“P”或“Q”)接红表笔。
(2)将图甲中P、Q两接线柱短接,调节滑动变阻器使电流表 G满偏,则欧姆表的内阻R =
g
。
Ω(3)保持滑动变阻器不动,在P、Q间接入一电阻,电流表示数如图乙所示,此电阻的阻值为
。
Ω
[例题11] (2024•琼山区校级模拟)为测量一段粗细均匀的电阻丝的阻值,某学生小组设
计如下实验。
(1)先用欧姆表粗测该电阻丝的阻值,选用的欧姆挡为“×1 ”,测量结果如图(a)所示,则
电阻丝的阻值为 。 Ω
Ω(2)为了更精确测量电阻丝阻值大小,设计图(b)所示电路。所用实验器材有:电源 E (电
0
动势0~4.5V可调,内阻不计)、标准电池 E (电动势1.0186V)、灵敏电流计 G(阻值约
N
100 )、电流表(量程0~200mA,内阻不计)、定值电阻R 、可变电阻R (阻值0~10 )、
1 2
探针Ω(一端连灵敏电流计,另一端连电阻丝)、米尺、开关S 和S 、导线若干。 Ω
1 2
(3)实验步骤如下:
①首先将E 调至较小,闭合开关S ;
0 1
②将探针置于电阻丝中间位置附近,R 调至最大值。试触开关S ,观察灵敏电流计指针偏转情
2 2
况。如果指针偏转,则改变E 大小或探针的位置,反复调节直到灵敏电流计的示数为 0。此时
0
,U E (填“>”、“=”或“<”);
c d ac N
φ③当灵敏φ电流计中通以d向c方向的电流时,指针会向右偏转。若某次测量时,指针向左偏转,
则E 要调 (填“大”或“小”),或者将探针向 (填“左”或“右”)滑动;
0
④某次测量时,灵敏电流计的示数为0,电流表示数为100mA,此时测得探针到电阻丝a端的
长度为53.0cm,电阻丝总长度为100.0cm,则电阻丝的阻值为 (保留3位有效数
字)。 Ω
[例题12](2024•金华二模)某同学想要测量一新材料制成的粗细均匀电阻丝的电阻率,
设计了如下的实验。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝的直径,示数如图甲所示,测得其直径 D=
mm。
(2)用多用电表粗测电阻丝的阻值。选择旋钮打在“×100“挡,进行欧姆调零后测量,指针静
止时位置如图乙所示,此测量值为 。
(3)为了精确地测量电阻丝的电阻R
x
,实验室Ω提供了下列器材:
A.电流表A (量程500 A,内阻r =1k )
1 1
B.电流表A (量程10mμA,内阻r 约为Ω0.1 )
2 2
C.滑动变阻器R (0~500 ,额定电流0.5AΩ)
1
ΩD.滑动变阻器R (0~10 ,额定电流1A)
2
E.电阻箱R(阻值范围为Ω0~9999.9 )
F.电源(电动势3.0V,内阻约0.2 )Ω
G.开关S、导线若干 Ω
①实验小组设计的实验电路图如图丙所示,开关闭合前,滑动变阻器滑片应位于 端
(选填“最左”、“最右”或“居中”)。由于没有电压表,需要把电流表A 串联电阻箱R改
1
为量程为3V的电压表,则电阻箱的阻值R= 。滑动变阻器应选择 (选
填“R ”或“R ”)。 Ω
1 2
②正确连接电路后,闭合开关,调节滑动变阻器测得电流表A 的示数为I ,电流表A 的示数
1 1 2
为I ,测得电阻丝接入电路的长度为L,则电阻丝的电阻率 = (用题中所给或所测得的
2
物理量的符号表示)。 ρ
1. (2024•东城区一模)如图甲所示为用传感器测量某直流电源(在如图甲中用电池的
符号来表示)的电动势E和内电阻r的实验电路,按此原理测量得到多组数据后作出的U﹣I
图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.如图中A、B分别为电压传感器和电流传感器
B.闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于b端
C.根据如图乙可求出该电源的电动势E=1.48V
D.根据如图乙可求出该电源的内阻r=1.43
2. (2024•金台区模拟)如图甲所示Ω,某同学在研究电磁感应现象时,将一线圈两端与
电流传感器相连,强磁铁从长玻璃管上端由静止下落,电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像,t 时刻电流为0,如图乙所示。下列说法正确的是( )
2
A.在t 时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为0
2
B.在t 到t 时间内,强磁铁的加速度大于重力加速度
1 2
C.强磁铁穿过线圈的过程中,受到线圈的作用力先向上后向下
D.在t 到t 的时间内,强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
1 3
3. (2024•顺义区二模)某同学想通过测绘一只额定电压为 2.5V小灯泡的I﹣U图像来
研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示,根据实验数据描绘的 I﹣U图像
如图乙所示。列说法正确的是( )
A.小灯泡正常工作时的电阻约为5.8
B.随着小灯泡两端电压的增大,小灯Ω泡的电阻变小
C.该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的
D.图甲中开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑片置于A处
4. (2024•丰台区一模)如图所示,示波管由电子枪、竖直方向偏转电极 YY'、水平方
向偏转电极XX'和荧光屏组成。电极YY'、XX'的长度均为l、间距均为d。若电子枪的加速电
压为U ,XX'极板间的电压为U (X端接为高电势),YY'极板间的电压为零。电子刚离开金
1 2
属丝时速度可视为零,从电子枪射出后沿示波管轴线OO'方向(O'在荧光屏正中央)进入偏转
电极。电子电荷量为e则电子( )A.会打在荧光屏左上角形成光斑
B.打在荧光屏上时的动能大小为e(U +U )
1 2
C.打在荧光屏上的位置与O'的距离为
l2U
2
4aU
1
D.打在荧光屏上时,速度方向与OO'的夹角 满足 lU
tanα= 2
2dU
α 1
5. (2024•平谷区模拟)某同学想自己设计并改装一个欧姆表。他手上有如下器材:量
程300 A、内阻900 的电流计;电动势1.5V的一节干电池;滑动变阻器、电阻箱和若干定值
电阻。μ他设计的电路Ω如图甲所示,实验时他将两表笔短接,电流计指针满偏时,他计算出电路
中的总电阻为5k 。然后他将一个50 和10 的电阻分别接到两表笔之间时,发现电流计指针
指示的位置几乎一Ω样,很难区分。经过Ω研究后Ω他认为,要想比较准确地测量几十欧姆的电阻,
用图甲所示电路并不合适,为此他设计了如图乙所示的电路。并联合适电阻R 后,使干路电
2
流是流经电流计电流的100倍。则( )
A.将图乙电路中的两表笔短接,此时电路中的总电阻是5
B.分别将一个50 和10 的电阻先后接到图乙电路的两表Ω笔之间,通过干电池的电流几乎没有
区别 Ω Ω
C.分别将一个50 和10 的电阻先后接到图乙电路的两表笔之间,电流计指针指示的位置明显
Ω Ω不同
D.在图甲电路和图乙电路的两表笔之间分别接入5k 和50 的电阻,通过两电流计的电流明显
不同 Ω Ω
6. (2024•岳麓区校级模拟)(1)电子温度计是利用半导体的电阻随温度升高而减小的
特性而制作的,已知某半导体的电阻随温度t(在20℃~50℃间可视为线性变化,如图甲所示。
当温度为t =25℃时,用多用电表测得其电阻如图乙所示,此时R = ;当温度为t
A 1 B
=30℃时,用多用电表测得其电阻R =120 。 Ω
2
Ω
(2)把该半导体与电动势为E=3.7V、内阻为r=0.5 的电源,理想电压表(量程3V)和定值
电阻R 连成如图丙所示的电路,为使电压表示数不会Ω超量程,且当温度在20℃~50℃间变化时
0
电压的变化比较明显,则定值电阻R 的阻值应选 。
0
A.10
B.100Ω
C.500Ω
(3)Ω选用合适的R
0
后,该半导体作测温探头,把电压表的电压刻度改为相应的温度刻度,就得
到了一个简易的电子温度计,当电阻温度为40℃时,电压表的示数约为 V。(保留
两位有效数字)
(4)若电池用久后内阻r变大,用该温度计测量的温度要比真实值 (选填“偏高”或
“偏低”)。
7. (2024•肇庆二模)某同学用多用电表粗测金属丝的电阻,他将选择开关拨到“×10”挡测量时发现读数很小,换挡后再测量。
(1)请选出正确的实验操作步骤并排序 (填各实验步骤前的标号)。
A.将选择开关旋转到“×1”挡位置
B.将选择开关旋转到“×100”挡位置
C.将选择开关旋转到“OFF”位置
D.将两表笔接触待测电阻两端,测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度线位置
(2)为精确测量该金属丝的电阻,实验室提供的实验器材有:直流电源(电动势为4V)、电
流表A(量程为0~300mA,内阻约为2 )、电压表V(量程为0~3V,内阻约为3000 )、滑
动变阻器R(阻值范围为0~5 )、开关Ω、导线若干。电流表要求能从零开始连续测量,Ω某同学
设 计 的 电 路 图 如 图 甲 所Ω 示 , 按 该 电 路 图 进 行 实 验 , 存 在 的 问 题 是
(答出一条即可);请在图乙所示的虚线框内画出正确的电路图。
(3)有一灵敏电流表,表头电阻 R =10 ,满偏电流 I =0.1A,下列说法正确的是
g g
(填正确答案标号)。 Ω
A.把它改装成量程为0~3V的电压表,需要串联一个阻值为20 的电阻
B.把它改装成量程为0~0.5A的电流表,需要并联一个阻值为1Ω 的电阻
C.把它改装成量程为0~10V的电压表,测量示数为5V时,流过Ω灵敏电流表的电流为0.05A
D.把它改成量程为0~3A的电流表,测量示数为1.5A时,流过灵敏电流表的电流也为1.5A
8. (2024•南开区校级模拟)在实验室中某同学需要测定一节新干电池的内电阻。已选
用的器材有:
干电池(电动势为1.5V,内阻很小);
电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1 );
电压表(量程0~3V,内阻约6k );Ω
电键一个、导线若干。 Ω
①新电池的内阻较小,实验中所用的滑动变阻器应选下列的 (填字母代号)。A.定值电阻(阻值1 )
B.定值电阻(阻值10Ω )
C.滑动变阻器(阻值范Ω围0~10 、额定电流2A)
D.滑动变阻器(阻值范围0~1kΩ、额定电流1A)
②该同学根据选好的实验器材,Ω将实验器材连接成图甲所示,你认为哪些导线连接的有错误
( 填 导 线 旁 的 字 母 代 号 ) 。
③按正确的方法连接好器材后,接通开关,改变滑动变阻器的阻值 R,读出对应的电流表的示
数I和电压表的示数U,根据这些数据画出U﹣I图线如图乙。根据图线得电池的内电阻r=
。
Ω