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专题八 第24课时 电学实验(1)——以测电阻为核心的实验课件PPT
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这是一份专题八 第24课时 电学实验(1)——以测电阻为核心的实验课件PPT,共60页。PPT课件主要包含了命题角度,专题强化练,高考预测,高考题型1,基本仪器的读数,483亦可,高考题型2,答案见解析图,答案如图所示,测量电阻创新方案对比等内容,欢迎下载使用。
第24课时 电学实验(1)——以测电阻为核心的实验
(1)基本仪器的读数;(2)伏安法测电阻、测定金属的电阻率;(3)电阻测量的创新方案.
高考题型1 基本仪器的读数
高考题型2 伏安法测电阻、测定金属的电阻率
高考题型3 电阻测量的创新方案
基本仪器读数1.游标卡尺的原理和读数
(1)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.(2)读数:由主尺读出整毫米数l0,从游标尺上读出与主尺上某一刻度对齐的刻度线n,则测量值(mm)=(l0+n×精确度)mm.注意:①游标卡尺的精确度一般为游标尺上总刻度数的倒数.②游标卡尺不需要估读.
(1)原理:测微螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5 mm,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退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.(2)读数: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).
2.螺旋测微器的原理和读数
3.电流表和电压表的读数和选用(1)电表读数
(2)电表的选用根据不使电表受损和尽量减少误差的原则选择电表.首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程,然后合理选择量程,务必使指针有较大偏转(一般取满偏的 左右),以减少实验误差.
例1 一同学用游标卡尺测一根金属管的深度时,游标卡尺上的游标尺和主尺的相对位置如图1甲所示,则这根金属管的深度是________ cm;该同学又利用螺旋测微器测量一金属板的厚度为5.702 mm,则图乙中可动刻度a、b处的数字分别是________、________.
20 25
解析 题图甲中游标卡尺主尺读数为10 mm,20分度游标尺精确度为0.05 mm,故游标尺读数为11×0.05 mm=0.55 mm,所以金属管深度为10.55 mm=1.055 cm.螺旋测微器固定刻度部分读数为5.5 mm,可动刻度最小分度值为0.01 mm,可动刻度部分读数应为20.2×0.01 mm,因此a处数字应为20,b处数字为25.
例2 如图2所示为电压表和电流表的刻度盘示意图,指针位置分别如图甲、乙所示.(1)若使用的是0~3 V量程的电压表,读数为______________________ V.若使用的是0~15 V量程的电压表,读数为____________ V.
1.68(1.67~1.69均正确)
解析 对于电压表,当选取0~3 V量程时,每小格为0.1 V,读数为1.68 V,当选取0~15 V量程时,每小格为0.5 V,读数为8.4 V.
(2)若使用的是0~0.6 A量程的电流表,读数为________ A.若使用的是0~3 A量程的电流表,读数为______________________ A.
2.30(2.29~2.31均正确)
解析 对于电流表,当选取0~0.6 A量程时,每小格为0.02 A,读数为0.46 A,当选取0~3 A量程时,每小格为0.1 A,读数为2.30 A.
(3)如图丙所示,电阻箱的读数为________.如图丁所示,多用电表旋在×10挡,读数为________.
解析 电阻箱读数为:(100×5+10×3) Ω=530.0 Ω.欧姆表读数为:5×10 Ω=50 Ω.
1.电流表内、外接的选择(1)两种接法的比较
伏安法测电阻、测定金属的电阻率
(2)两种接法的选择①阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx较小,宜采用电流表外接法;若Rx较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”.②临界值计算法
③实验试探法:按如图3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.
2.滑动变阻器分压式与限流式接法的选择(1)“以小控大用分压,相差无几用限流”①当采用分压式接法时,一般应选用最大阻值较小、而额定电流较大的滑动变阻器.②当采用限流式接法时,一般应选用最大阻值比待测电阻稍大或差不多的滑动变阻器.(2)必须采用分压式接法的三种情况:①要求电压从零开始变化;②滑动变阻器阻值太小,不能起到限流的作用;③限流式接法不能获取有区分度的多组数据.
例3 (2021·山东潍坊市高三一模)某同学为测量电阻Rx的阻值,进行了如下实验.(1)用多用电表欧姆挡粗测Rx的阻值.选择“×10”挡,正确操作后表盘指针指示如图4甲所示,则示数为________ Ω;
解析 由表盘读出指针示数为6,又挡位选择“×10”挡,故电阻的大小为Rx=6×10 Ω=60 Ω
(2)为精确的测量Rx的阻值,该同学设计了如图乙所示的电路,现有器材如下:A.两节干电池、开关和若干导线B.电压表(0~3 V,内阻约6 kΩ)C.电流表(0~50 mA,内阻约2 Ω)D.电流表(0~200 mA,内阻约0.1 Ω)E.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流为0.5 A)①电流表应选________;(填器材对应的字母)
②请将图乙中连线补充完整;
③将电路正确连接.为保护电路,闭合开关前,滑片P应调至最________(选填“左端”或“右端”);闭合开关后,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是导线________(选填“a”“b”“c”或“d”)断路.
解析 为保护电路,闭合开关前,滑片P应调至最左端;闭合开关后,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是导线c断路.
例4 (2020·全国卷Ⅰ·22)某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻Rx,所用电压表的内阻为1 kΩ,电流表内阻为0.5 Ω.该同学采用两种测量方案,一种是将电压表跨接在图5(a)所示电路的O、P两点之间,另一种是跨接在O、Q两点之间.测量得到如图(b)所示的两条U-I图线,其中U与I分别为电压表和电流表的示数.
回答下列问题:(1)图(b)中标记为Ⅱ的图线是采用电压表跨接在______(填“O、P”或“O、Q”)两点的方案测量得到的.
解析 若通过Rx的电流相等,由题图(b)知图线Ⅰ对应的电压值较大,由R= 可知图线Ⅰ所测电阻较大,图线Ⅱ所测电阻较小,则图线Ⅱ是采用电压表跨接在O、P两点的方案测量得到的.
(2)根据所用实验器材和图(b)可判断,由图线________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的结果更接近待测电阻的真实值,结果为________ Ω(保留1位小数).
(3)考虑到实验中电表内阻的影响,需对(2)中得到的结果进行修正,修正后待测电阻的阻值为________ Ω(保留1位小数).
解析 电压表跨接在O、Q之间,测得的阻值为电阻与电流表内阻之和,则R=RⅠ-RA=(50.5-0.5) Ω=50.0 Ω.
例5 (2019·江苏卷·11)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:(1)螺旋测微器如图6所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动______(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.
解析 A起固定作用,便于读数;B为粗调,调节B使电阻丝与测微螺杆、测砧刚好接触;然后调节C,C起微调作用.
(2)选择电阻丝的________(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.
解析 电阻丝电阻R= 测量一段电阻丝的电阻,S为这段电阻丝的横截面积,而不是某位置处的横截面积,故应在不同位置进行多次测量,取平均值作为电阻丝的直径以减小误差.
(3)图7甲中Rx为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图乙实物电路中的正确位置.
(4)为测量Rx,利用图甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1-I1关系图像.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
请根据表中的数据,在图8方格纸上作出U2-I2图像.
解析 把U2和I2的数据在方格纸中描点,用过原点的直线把它们连在一起,让尽可能多的点在直线上.
(5)由此,可求得电阻丝的Rx=______________________Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.
23.5(23.0~24.0均可)
解析 结合题图中图线的斜率可知R0+Rx+RA=49.0 Ω,R0+RA=25.5 Ω,解得Rx=23.5 Ω.
例6 (2019·天津卷·9(3))现测定长金属丝的电阻率.(1)某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图9所示,其读数是________________________mm.
0.200(0.196~0.204均可)
解析 由螺旋测微器的读数规则可知,该金属丝的直径应为0 mm+20.0×0.01 mm=0.200 mm;
(2)利用下列器材设计一个电路,尽量准确地测量一段金属丝的电阻.这段金属丝的电阻Rx约为100 Ω,画出实验电路图,并标明器材代号.电源E(电动势10 V,内阻约为10 Ω)电流表A1(量程0~250 mA,内阻R1=5 Ω)电流表A2(量程0~300 mA,内阻约为5 Ω)滑动变阻器R(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)开关S及导线若干
解析 对提供的实验器材分析可知,滑动变阻器的总电阻比待测电阻的阻值小得多,因此滑动变阻器应采用分压式接法,由于没有提供电压表,因此可以用内阻已知的电流表充当电压表,即将A1作为电压表,由于A1的内阻已知,因此A2应采用外接法;
(3)某同学设计方案正确,测量得到电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,则这段金属丝电阻的计算式Rx=________.从设计原理看,其测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”).
解析 由电路图可知,Rx= ;由于A1的内阻已知,因此该实验不存在系统误差,因此测量值与真实值相等.
例7 如图10是测定电流表内电阻的实验电路图,电流表的内电阻约为100 Ω,满偏电流为500 μA.除开关、导线外,还有下列器材可选用:A.电阻箱(0~999.9 Ω)B.电阻箱(0~10 kΩ)C.电阻箱(0~15 kΩ)D.电池组(电动势6 V,内阻很小)E.电池组(电动势9 V,内阻很小)(1)电路图中电阻箱R1应选用________,电池组E应选用________(均填写器材的字母代号).
解析 若电源电动势选择9 V
电源选择电动势为6 V的电池组;
(2)某学生进行的实验步骤如下:①先将R1的阻值调到最大,合上S1,调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度;②合上S2,保持R1的阻值不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半;③记下R2的阻值为98.2 Ω.则电流表内电阻的测量值为______ Ω.
解析 在原理上不考虑S2闭合后干路中电流的变化
Rg测=R2=98.2 Ω
(3)现在要把它改装成量程为2 V的电压表,则应串联的分压电阻R0=________ Ω.
(4)以下四种说法正确的是________.A.上述电流表内电阻的测得值比其真实值小,这一因素使得用上述改装 成的电压表测定电压时,其读数比电压表两端的实际电压小B.上述电流表内电阻的测得值比其真实值大,这一因素使得用上述改装 成的电压表测定电压时,其读数比电压表两端的实际电压小C.上述电流表内电阻的测得值比其真实值小,这一因素使得用上述改装 成的电压表测定电压时,其读数比电压表两端的实际电压大D.上述电流表内电阻的测得值比其真实值大,这一因素使得用上述改装 成的电压表测定电压时,其读数比电压表两端的实际电压大
解析 考虑S2闭合后干路中电流的变化,则I>Ig
解得Rg>R2由于电流表内电阻的测量值比其真实值小,改装成的电压表测定电压时,流过电流表的电流小,其读数比电压表两端的实际电压小,故选A.
(5)下列对此电压表加以改进的措施,其中正确的是______.A.在R0上串联一比R0小得多的电阻B.在R0上串联一比R0大得多的电阻C.在R0上并联一比R0小得多的电阻D.在R0上并联一比R0大得多的电阻
解析 要使流过电流表的电流稍微变大一点,应在R0上并联一个比R0大得多的电阻,故选D.
例8 (2021·山东卷·14)热敏电阻是传感器中经常使用的元件,某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律.可供选择的器材有:待测热敏电阻RT(实验温度范围内,阻值约几百欧到几千欧);电源E(电动势1.5 V,内阻r约为0.5 Ω);电阻箱R(阻值范围0~9 999.99 Ω);滑动变阻器R1(最大阻值20 Ω);滑动变阻器R2(最大阻值2 000 Ω);微安表(量程100 μA,内阻等于2 500 Ω);开关两个,温控装置一套,导线若干.
同学们设计了如图11甲所示的测量电路,主要实验步骤如下:①按图示连接电路;②闭合S1、S2,调节滑动变阻器滑片P的位置,使微安表指针满偏;③保持滑动变阻器滑片P的位置不变,断开S2,调节电阻箱,使微安表指针半偏;④记录此时的温度和电阻箱的阻值.
回答下列问题:(1)为了更准确地测量热敏电阻的阻值,滑动变阻器应选用_____(填“R1”或“R2”).
解析 用半偏法测量热敏电阻的阻值,尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变,由于该支路与滑动变阻器前半部分并联,滑动变阻器的阻值越小,S2闭合前、后该部分电阻变化越小,从而电压的值变化越小,故滑动变阻器应选R1.
(2)请用笔画线代替导线,在图12中将实物图(不含温控装置)连接成完整电路.
解析 电路连接图如图所示
(3)某温度下微安表半偏时,电阻箱的读数为6 000.00 Ω,该温度下热敏电阻的测量值为________ Ω(结果保留到个位),该测量值______(填“大于”或“小于”)真实值.
解析 微安表半偏时,该支路的总电阻为原来的2倍,即RT+RμA=6 000 Ω可得RT=3 500 Ω当断开S2,微安表半偏时,由于该支路的电阻增加,电压略有升高,根据欧姆定律,总电阻比原来2倍略大,也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻,而认为电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻,因此热敏电阻的测量值比真实值偏大.
(4)多次实验后,学习小组绘制了如图乙所示的图像.由图像可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐______(填“增大”或“减小”).
1.(2021·黑龙江哈尔滨市第六中学高三期末)为了测定某圆柱形导体的电阻率,某同学进行了以下操作:
(1)如图13所示,用20分度的游标卡尺测出通电部分长度L=________ mm;
解析 由题图游标卡尺可知,游标尺是20分度的,游标尺的精确度是0.05 mm,其示数为102 mm+7×0.05 mm=102.35 mm;
(2)用螺旋测微器测此导体直径d=________ mm;
解析 由螺旋测微器可知,其示数为:8 mm+47.0×0.01 mm=8.470 mm;
(3)用欧姆表粗测此导体电阻Rx=________ Ω(×10倍率挡);
解析 用欧姆表粗测此导体电阻Rx=16.0×10 Ω=160 Ω;
(4)用下列所有器材设计一个伏安法测电阻的电路,要求精确测量阻值.在方框中画出测量电路图,并标明各元件符号.待测电阻Rx电压表V:量程3 V,内阻为30 kΩ电流表A:量程50 mA,内阻约为10 Ω定值电阻R0=50 kΩ滑动变阻器R:0~20 Ω电源E=10 V,内阻很小开关一个,导线若干
解析 电压表量程太小,故串联定值电阻改装成大量程电压表,滑动变阻器阻值较小,故选择分压式接法;改装后电压表内阻远大于待测阻值,故选择电流表外接法,电路图如图所示.
2.(2021·安徽黄山市高三期末)(1)为了测量某一电阻Rx的阻值,甲同学分别用图14所示的(a)、(b)两种电路进行测量.图(a)中两表的示数分别为3 V、4 mA,图(b)中两表的示数分别为4 V、3.9 mA,则待测电阻Rx的真实值为________.
A.略小于1 kΩ B.略小于750 ΩC.略大于1 kΩ D.略大于750 Ω
解析 由题可知,两种方法的电压变化较大,说明电流表的分压不能忽略,用(a)图测量的比较准确,由(a)图可知测量值为Ra= =750 Ω,由于电压表的分流作用,测量值小于真实值,故A、B、C错误,D正确.
①连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;②闭合S,调节电阻箱R1和滑动变阻器R,使A1表的示数为一适当值I1,记下此时电阻箱的阻值R1和A2表的示数I2;③保持I1的值不变,重复调节电阻箱R1和滑动变阻器R,得到多组阻值R1和A2表的示数I2,并画出R1与I2的关系图像如图乙所示.
(2)为了更准确地测出电阻Rx的值,乙同学设计了如图15甲所示的电路图,图中R0是保护电阻,R1是电阻箱,R是滑动变阻器,A1和A2是电流表,E是电源.实验具体步骤如下:
(3)已知R1-I2图像的斜率为k,纵截距为b,则Rx=________;电流表A1的内阻RA1=____________.(用I1、b、R0、k表示)
(4)由于电流表的内阻也不能忽略,用这种方法得到的电阻的测量值Rx与真实值R真相比较,Rx________R真(选填“>”“<”或“=”).
解析 尽管电流表的内阻不能忽略,但根据(3)的分析可知,电流表内阻对结果没有影响,故Rx=R真.
1.(2021·北京市东城区高三期末)(1)某实验小组测定某种金属的电阻率,他们选取了该材料一段粗细均匀的金属丝进行粗测,选用多用电表“×1”欧姆挡测量其阻值,示数如图1.读出金属丝电阻值为________Ω.
解析 由于选用的是“×1”欧姆挡,因此电阻值为6.0 Ω.
(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10 Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20 kΩ.电源为干电池组,则以下电路图中应当采用________(选填“甲”或“乙”)电路进行实验.但用电路测量电阻的结果仍然会有误差,会比真实值偏________.
解析 由于待测电阻较小,因此采用电流表外接法,故选甲.
根据R= ,电压的测量值准确,但电流表测量的是电压表和待测电阻的总电流,测量值偏大,导致电阻的测量值偏小.
(3)实验正确操作获得金属丝的长度L,直径D以及电流表读数I、电压表读数U,则此材料电阻率的表达式为ρ=________(用题中字母表示).
2.(2021·四川攀枝花市高三二模)电阻Rx的电阻值在3 kΩ~5 kΩ间,现要测量其电阻,实验室提供了下列器材:电压表V(量程3 V,内阻约为30 kΩ)电流表A1(量程100 μA,内阻约为100 Ω)电流表A2(量程1 mA,内阻约为10 Ω)滑动变阻器R(最大电阻500 Ω)电源E(电动势4 V)开关S
某课外活动小组设计了如图2甲所示的测量电路进行了实验,请回答下列问题:
(1)电路中电流表应选用上述器材中的________(填写字母代号);
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑动触头P应滑到________(选填“a”或“b”)端;
解析 滑动变阻器按分压式接法,为了保护电路,闭合开关前,应使分出去的电压为零,故滑动触头P应滑到a端;
(3)请根据图甲所示的电路图,在图乙中将实物连接补充完整;
解析 按实验电路图将实物图补充完整,如图所示;
(4)实验中得到的I-U图线如图丙中的实线d所示,电阻Rx的测量值为________kΩ.
(5)由于本实验存在误差,你认为电阻Rx的真实I-U图线应为图丙中图线________(选填“c”或“e”).
解析 本次实验是用电流表的内接法测电阻的,所以电压表测的是电流表和Rx的总电压,那么电压和电阻的测量值均偏大,故真实的图像应是c;
(6)某同学对图甲中虚线框内的电路进行修改,并从上述器材中选用适当的器材,设计出了测量电压表V内阻的电路,请在虚线框内画出该同学修改部分的电路,并在图中标出所选的器材.
恰恰在电流表A1的量程之内,所以可以直接将两表串联接入虚线框内,如图所示
3.(2021·浙江6月选考·18)小李在实验室测量一电阻R的阻值.(1)因电表内阻未知,用如图3甲所示的电路来判定电流表该内接还是外接.正确连线后,合上开关S,将滑动变阻器的滑片P移至合适位置.单刀双掷开关K掷到1,电压表的读数U1=1.65 V,电流表的示数如图乙所示,其读数I1=________ A;将K掷到2,电压表和电流表的读数分别为U2=1.75 V,I1=0.33 A.由此可知应采用电流表________(填“内”或“外”)接法.
解析 由电流表的表盘可知电流大小为0.34 A电压表的百分比变化为
可知电压表的示数变化更明显,故采用电流表外接法.
(2)完成上述实验后,小李进一步尝试用其它方法进行实验:①器材与连线如图4所示,请在虚线框中画出对应的电路图;
②先将单刀双掷开关掷到左边,记录电流表读数,再将单刀双掷开关挪到右边,调节电阻箱的阻值,使电流表的读数与前一次尽量相同,电阻箱的示数如图所示.则待测电阻Rx=________ Ω.此方法________(填“有”或“无”)明显的实验误差,其理由是____________________________________________________.
电阻箱的最小分度与待测电阻比较
接近(或其它合理解释)
解析 电阻箱读数为R0=5 Ω,两次电路中电流相同,可得Rx=R0=5 Ω电阻箱的最小分度和待测电阻阻值接近,这样测得的阻值不够精确,如待测电阻阻值为5.4 Ω,则实验只能测得其为Rx=5 Ω,误差较大.
4.一块电压表的刻度线清楚,但刻度上的数字模糊不清.某同学为了测定该电压表的内阻,除了待测电压表之外,实验室提供的器材如下:A.电流表(量程为1 mA)B.变阻箱R0(0~9 999.9 Ω)C.滑动变阻器R1(最大阻值为20 Ω,额定电流为1 A)D.滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω,额定电流为0.5 mA)E.电源(电动势为9 V,内阻约为1 Ω)F.开关一个,导线若干
(1)采用如图5甲所示的实验电路,选用的滑动变阻器为________(填“R1”或“R2”).
解析 采用如题图甲所示的实验电路,滑动变阻器接成分压电路,则选用的滑动变阻器为阻值较小的R1.
(2)连接好实验电路,在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到_____(填“a”或“b”)端,电阻箱的阻值调到最大,闭合开关S,调节滑动变阻器和电阻箱.使电压表指针满偏,记录电流表的读数I和电阻箱的阻值R.
解析 连接好实验电路,在闭合开关S前将滑动变阻器的滑片调到a端;
(3)保持电压表的指针满偏,调节滑动变阻器、电阻箱的阻值,记录多组实验数据,绘出的I- 图像如图乙所示,则该电压表的量程为________,内阻为________.
=0.5×10-3 A,解得RV=6 kΩ.
5.(2021·山东青岛市一模)某同学在实验室发现了一大捆铝导线,他想利用学过的知识计算出导线的长度,于是他设计了如下的实验方案:
(1)先用螺旋测微器测量该导线的直径如图6甲所示,则导线的直径d=__________________ mm;
解析 导线的直径d=1 mm+41.0×0.01 mm=1.410 mm
1.410(±0.001均可)
(2)然后在实验室中找到如下实验器材:学生电源、灵敏电流计、电流表(两个)、滑动变阻器(两个)、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干.他利用现有器材进行了如下实验:a.按照图乙所示的电路图连接好实验电路;b.将滑动变阻器R3的滑片调至适当位置,滑动变阻器R1的滑片调至最左端,闭合开关S;c.将滑动变阻器R1的滑片逐步向右滑动,并反复调节R2和R3使灵敏电流计G示数为零,此时电阻箱R2的数值为4.0 Ω,电流表A1的示数为0.15 A,电流表A2的示数为0.30 A.
根据上述实验过程,请回答:①待测电阻Rx的阻值为________Ω;
②电流表的内阻对测量结果________影响(选填“有”或“无”);
解析 由以上分析可知,电流表的内阻对测量结果无影响;
(3)最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率ρ=2.82×10-8 Ω·m,则这捆导线的长度为______ m.(结果保留三位有效数字)
代入数据解得l≈111 m
(4)为提高本实验的精确度可采取的措施是______________________________________________________________________________________________________.(请答出两条措施)
提高电流计G的灵敏度;调整R2、R3的阻值,多次测量Rx取平均值;在导线上不同位置多次测量直径取平均值
解析 为提高本实验的精确度可采取的措施是:提高灵敏电流计G的灵敏度;调整R2、R3的阻值,多次测量Rx取平均值;在导线上不同位置多次测量直径取平均值.
6.(2021·广东汕头市一模)某些固体材料受到外力作用后,除了产生形变,其电阻率也会发生变化、这种现象称为“压阻效应”.已知Rx的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆,某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:A.压敏电阻,无压力时阻值R0=400 ΩB.直流电源,电动势6 V,内阻不计C.电流表A,量程为0~100 mA,内阻不计D.电压表V,量程为0~3 V,内阻为3 kΩE.定值电阻R1=2 kΩF.滑动变阻器R,最大电阻值约50 ΩG.开关S与导线若干
(1)甲同学设计了图7甲实验电路原理图,请在图乙将实物连线图补充完整.
解析 题图甲是分压式接法,电流表是内接法,根据电路图可得实物图为
(2)某次压力测试,在电阻Rx上施加力F,闭合开关S,测得两个电表的读数分别为U和I,则压敏电阻的阻值Rx=________.
(3)改变F的大小、测得不同的Rx值,绘成图像如图8所示,可得其斜率k=_________________(保留两位有效数字).Rx阻值和压力F的关系式是Rx=________(用Rx、F和k等表示).
-1.9(-1.7~1.9)
(4)按图甲实验电路进行实验,调节滑动变阻器使电压表保持满偏,在电阻Rx上施加力F,当电流表满偏时,压力F为________ N.(结果保留三位有效数字)
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