电阻测量习题评讲.docx
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电阻测量习题评讲
第1课
电阻测量习题评讲
教学目标:
1、进一步掌握电阻测量的一般方法,拓展学生思维。
2、认识多种不同测量电阻的实际方法
1.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):
电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;
电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关K,导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的
,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注)。
(2)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=_________________。
2.有一待测电阻Rx(约几千欧)。
为精确地测出其阻值,给出如图所示的器材,所给器材有
A、电流表A量程只有几毫安,有刻度但未标明电流值。
B、电阻箱R10~9999.9Ω
C、滑动变阻器R20~100Ω
D、单刀单掷开关S1
E、单刀双掷开关S2
F、电源:
6V,内阻很小。
(1)把图中的实物连成实验电路
(2)写出主要的实验步骤。
3.要测量一只电压表的内阻RV,提供的器材有:
待测电压表V(量程在0-3V,内阻约3KΩ),电阻箱R(阻值0—9999.9Ω),电源E(电动势约6V,内阻不计),开关S及导线若干。
(1)求精确地测量待测电压表的内阻RV,请从上述材料选择必须的器材设计测量电路,并在方框中画出电路图。
(2)导出计算RV的表达式(用测得的物理量表示)。
4.在把电流表改装成电压表的实验中,测定电流表的内阻时,备有如下器材:
①电流表(量程2mA,内阻约几十欧)
②滑动变阻器(阻值范围0~50Ω,额定电流1.5A)
③电阻箱(阻值范围0~999Ω)④电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
⑤电源(电动势2伏,有内阻)⑥电源(电动势6势,有内阻)
另外有开关和导线若干.
(1)如果采用右上图所示的电路测电流表的内阻,并且要得到较高的精确定,那么从以上备用器材上,R1应选用,R2应选用,电源应选用(用所给器材的代号填写).
(2)实验时要进行的步骤有:
A.合上S1B.合上S2
C.将R1的阻值调至最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半
F.记下R2的阻值G.按右上图所示的电路连接好电路
以上步骤的合理顺序是.
(3)若步骤F中记录的R2阻值为100Ω,则被测电流表的内阻rg的测量值为Ω.
(4)电流表内阻的测量值与其真实值的大小关系是:
R测R真(填“>”、“<”或“=”)
5.有一个电阻R,其阻值在40~50Ω之间,现要进一步测量其电阻,手边现有下图所示的器材:
A.电源E(电动势12V,内阻为0.5Ω);
B.电压表(0~3~15V,内阻约10kΩ);
C.电流表(0~0.6~3A,内阻约1Ω);
D.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流2A);
E.滑动变阻器R2(阻值0~1700Ω,额定电流0.3A);
F.电键S和导线若干。
(1)电压表的量程应选_____,电流表的量程应选________,滑动变阻器应选________;
(2)请画出实验电路图;
(3)用笔画线代替导线,在实物图上连好实验电路。
6.“伏安法”测电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在误差,而按如下左图所示电路进行测量,则由电压表、电流表内阻所造成的误差可消除.
(1)请简要写出还未完成的主要操作步骤,并用字母表达出相应的测量值。
①闭合电键S1,电键S2接2,调节Rp和Rp′,使电压表和电流表的读数尽可能大,读出电流表和电压表读数I2、U2
②保持Rp不变。
(2)请你推导出待测电阻Rx的表达式.
(3)用线把实物图按电路图连成测量电路,请将下右图中未连的线连完整.
7、将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表
改装成电压表并进行核对.
(1)利用如图所示的电路测量电流表
的内阻(图中电源的电动势E=4V):
先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的
,读出此时R′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值Rg=Ω.
(2)将该表改装成量程为3V的电压表,需(填“串联”或“并联”)阻值为R0=Ω的电阻.
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,画出实验电路图和实物连接图.
教学后记:
第2课
实验:
探究导线电阻的因素
一、教学目标
1.通过探究导线电阻的因素,掌握电阻定理;
2.理解并掌握实验方法、实验原理。
二、教学重点与难点
理解实验原理,会正确选择实验器材并设计实验电路。
教学过程
一、知识储备(学)
1.均匀电阻的阻值计算公式是,式中ρ是,l是,S是.
2.导体的电阻率ρ与导体的 和 有关,通常把叫做绝缘体,而用电阻率受温度影响较小的材料制作__________,半导体的电阻随温度升高而.
3.在实验探究中,常常使用的方法,当探究的物理量与其他几个物理量有关时,可选择研究的量与其中一个物理量的关系而其他量__________.
4.应用:
滑动变阻器是电阻值 的电阻,使用时通过改变 而改变接入电路的电阻值.
实验原理:
实验电路:
二、例题指导(讲)
例1.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量“金属丝的电阻率”。
要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能得到多组数据。
A.金属丝(L):
长度为L0,直径为D;
B.电流表(A1):
量程10mA,内阻r1=40Ω;
C.电流表(A2):
量程500
A,内阻r2=750Ω;
D.电压表(V):
量程10V,内阻10kΩ;
E.电阻(R1):
阻值为100Ω,起保护作用;
F.滑动变阻器(R2):
总阻值约20Ω;
G.电池(E):
电动势1.5V,内阻很小;
H.开关(S);J.导线若干;
(1)在下列方框中画出电路图,并标明所用器材的代号;同时连接实物图。
(2)若选测量数据中的一组数据计算电阻率ρ,则所用的表达式ρ=,式中各符号的意义是。
例2.有一根细长而均匀的金属材料样品,截面如图所示。
此金属材料重约1.2N,长约为30cm,电阻约为10Ω.已知这种金属的电阻率为ρ,密度为ρ0。
因管线内部空间截面积形状不规则,无法直接测量,请设计一个实验方案测量其内部空间的截面积S0,现有如下器材可选:
A.毫米刻度尺B.螺旋测微器
C.电流表A1(600mA1.0Ω)
D.电流表A2(3A0.1Ω)
E.电压表V(3V6KΩ)
F.滑动变阻器R1(2kΩ0.5A)
G.滑动变阻器R2(10Ω2A)
H.蓄电池E(6V0.05Ω)
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);
(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部空间截面积S0的表达式
S0=.
例3.检测一个标称值为5Ω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5Ω(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0.6Ω
C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Ω
D.电压表V1,量程15V,内阻约15KΩ
E.电压表V2,量程3V,内阻约3KΩ
F.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
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
(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
(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。
三、能力提升(练习与探究)
1.用螺旋测微器测量金属导线的直径,其示数如
图所示,该金属导线的直径为mm.
2.有一根细长而均匀的金属材料样品,截面为外方(正方形)内圆,如图所示,此金属材料质量为0.1~0.2kg,长约为30cm,电阻约为10Ω。
已知这种金属的电阻率为ρ,密度为ρ0,因管线内径太小,无法直接测量,请根据下列提供的实验器材,设计一个实验方案测量其内径d。
A.毫米刻度尺B.螺旋测微器C.电流表(600mA10Ω)
D.电流表(3A0.1Ω)E.电压表(3V6kΩ)F.滑动变阻器(2kΩ0.5A)
G.滑动变阻器(10Ω2A)H.直流稳压电源(6V0.05Ω)
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);
(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)用已知的物理常量和所测得的物理量,推导出计算金属管线内径d的表达式.
3.若用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路,请将实物下图连线成为实验电路。
微安表μA(量程200μA,内阻约200Ω);
电压表V(量程3V,内阻约10kΩ)
电阻R0(阻值约20kΩ);
滑动变阻器R(最大阻值50Ω,额定电流1A);
电池组E(电动势3V,内阻不计);
开关S及导线若干.
课后作业:
整理课堂笔记,完成能力提升
教学后记:
第3课
实验:
描绘小灯泡的伏安特性曲线
一、教学目标
1.理解实验原理,会设计实验电路;
2.知道小灯泡的电阻特点及伏安特性,会利用伏安特性曲线解决实际问题。
二、教学重点与难点
1.重点:
理解实验原理,会设计实验电路,理解小灯泡伏安特性。
2.难点:
利用伏安特性曲线解决实际问题。
教学过程
知识储备(自主学习):
1.知道小灯泡的灯丝电阻是随温度的升高而
2.实验时电流表(填“内接”或“外接”),
电路选用(填“限流”或“分压”)电路
3.根据要求请画出电路图
4.一只小灯泡,标有“3V、0.6W”字样。
现用右下图给出的器材测量该小灯泡正常发光时的电阻R1。
(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V,内阻为1Ω;电流表内阻为1Ω,电压表的内阻为10kΩ).
(1)在设计电路的过程中,为了尽量减小实验误差,电流表应采用(选填“内接”或“外接”)法。
滑动变阻器的连接方式应采用(选填“分压式”或“限流式”)
(2)将你所设计的实验电路图(尽量减小实验误差)画在左下方的虚线框中。
(3)用笔画线当导线,根据设计的电路图将实物图连成完整的电路(图中有三根导线已经接好)。
开始时,滑动变阻器的滑动触头应该移到最端(选填“左”或“右”)。
(4)若小灯泡发光暗时的电阻为R2,你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系为:
R1R2(选填“大于”、“等于”或“小于”)
例题指导(探析):
例1.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“6V,3W”,其他供选择的器材有:
电流表A1(量程3A,内阻0.2Ω)电流表A2(量程0.6A,内阻1Ω)
电压表V1(量程6V,内阻20kΩ)变阻器R1(0~1000Ω,0.5A)
变阻器R2(0~20Ω,2A)学生电源E(6V)开关S及导线若干
(1)实验中要求电压表在0~6V范围内读数并要求记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选,变阻器应选;
(2)请画出此实验的电路图;
(3)以下是该实验的操作步骤
A.闭合开关,记下电流表、电压表的一组示数(U、I),移动变阻器的滑动触头,每移动一次记下一组(U、I)值,共测出12组数据;
B.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路;
C.调节触头位置,使闭合开关前触头处于使变阻器与小灯泡并联的电阻最大的位置;
D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用平滑曲线连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线
以上各步骤中存在的错误或不妥之处:
.
将各步骤纠正后,按实验先后顺序排列起来.
(4)小灯泡的I—U图线是一条曲线,其原因是
.
例2.某同学为测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I—U特性曲线选用如图所示器材.
(1)请先画出实验电路图,然后用笔画线代替导线,将图中的实验电路连接完整.
(2)开关S闭合之前,图乙中滑动变阻器的滑片应该置
于端(选填“A”、“B”或“AB中间”)
(3)实验中测得有关数据如下表:
U/V
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
2.80
I/A
0.10
0.16
0.20
0.23
0.25
0.26
0.27
根据表中的实验数据,在图中画出小灯泡的I—U特性曲线.
(4)若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为℃。
(提示:
T=273+t)
(5)如右图所示,用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上.已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍,则流过灯泡b的电流约为A.
能力提升(探究与练习):
发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件.它的电路符号如右图所示,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”的一端接低电势.某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.
(1)在下面的虚线框内画出该同学的实验电路图.(实验中所用电压表的内阻RV约为10kΩ,电流表的内阻RmA约为100Ω)
(2)在下图中的小方格纸上用描点法画出二极管的I-U图象.
(3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势为1.5V的两节干电池串联而成的.根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作处于最佳状态?
教学后记:
第4课
磁场及其描述磁场对电流的作用
一、教学目标
1.知道磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量的定义及特点;
2.掌握通电直导线和通电线圈周围磁场方向的判断-----安培定则。
3.掌握安培力公式,左手定则;会处理安培力作用下的平衡问题
二、教学重点与难点
1.重点:
理解磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量等概念;掌握安培定则、左手定则。
2.难点:
安培定则、左手定则;安培力作用下的平衡问题。
教学过程
【自主学习】
1、磁体之间的相互作用是通过磁场发生的.对磁场认识正确的是(C)
A、磁感线有可能出现相交的情况
B、磁感线总是由N极出发指向S极
C、某点磁场的方向与放在该点小磁针静止时N极所指方向一致
D、若在某区域内通电导线不受磁场力的作用,则该区域的磁感应强度一定为零
2、弹簧秤下端挂一条形磁铁,其中条形磁铁的N极位于未通电的螺线管内,下列说法正确的是(AC)
A.将口接电源正极,b接负极,弹簧秤的示数将减小
B.若将口接电源正极,b接负极,弹簧秤的示数将增大
C.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤的示数将增大
D.若将b接电源正极,a接负极,弹簧秤的示数将减小
3、通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行。
关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述中正确的是(BC)
A、线框有两条边所受的安培力方向相同
B、线框有两条边所受的安培力大小相等
C、线框所受安培力的合力朝左
D、线框所受安培力的合力朝右
4、两个同心圆环a,b套在一条形磁铁上,如图所示,两环半径分别是R1、R2,且R1>R2.设穿过a,b两圆环的磁通量分别是φ1,φ2,则φ1_____φ2(填“<”、“>”或“=”)
【知识小结】
1、磁场、磁感应强度、磁感线、磁通量:
2、通电直导线和通电线圈周围磁场方向的判断-----安培定则:
4、安培力:
左手定则:
【典例探析】
1、如图所示,匀强磁场方向竖直向下,通电直导线ab水平放置,在下列情况下通电导线所受的安培力中()
A、若导线在水平面内转过α角,则安培力大小、方向改变
B、若导线在水平面内转过α角,则安培力大小不变、方向改变
C、若导线在竖直面内转过α角,则安培力大小、方向改变
D、若导线在竖直面内转过α角,则安培力大小改变、方向不变
2、指南针静止时,其位置如图中虚线所示.若在其上方放置一水平方向的导线,并通以恒定电流,则指南针转向图中实线所示位置,据此可能是()
A、导线南北放置,通有向北的电流.
B、导线南北放置,通有向南的电流
C、导线东西放置,通有向西的电流
D、导线东西放置,通有向东的电流
3、三根平行的长直导线,分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,如图所示.现在使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感强度大小均为B,则O点实际磁感强度的大小和方向如何?
4、如图所示,导体棒ab的质量为m=0.1kg,电阻为R=0.4
,放置在与水平面夹角为θ=37°的倾斜金属导轨上,导轨间距为d=0.2m,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁中,磁感应强度为B=0.5T,电池内阻不计,求:
(1)若导轨光滑,电池电动势ε多大才能使导体棒静止在导轨上?
(2)若棒与导轨之间的摩擦因数为μ=0.2,要使导体棒静止在导轨上,电池的电动势应多大?
5、如图所示,铜棒质量为0.1kg,静卧于相距8cm的水平轨道上,二者动摩擦因数μ=0.5,现在铜棒中通大小为5A的电流,要使铜棒滑动,可在两导轨间加一匀强磁场,求所加匀强磁场的最小值.(g取10m/s2)
【提升与巩固】
1、如图所示,一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中,以导线为中心,半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点,已知c点的实际磁感应强度为0,则下列说法中正确的是(BC)
A、直导线中电流方向垂直纸面向里
B、a点的磁感应强度为2T,方向向右
C、b点的磁感应强度为
T,方向斜向下,与B成45°角
D.、d点的磁感应强度为0
2、如图,线圈abcd可以自由转动,线圈ABCD固定不动,两线圈平面垂直放置而且圆心重合,当两线圈中通入图示方向的电流时,线圈abcd的运动情况是(B)
A、静止不动
B、以aoc为轴,b向纸外d向纸内转动
C、向纸外平动
D、以aoc为轴,d向纸外b向纸内转动
3、如图所示,是一种测量磁感应强度的简易装置,虚线框内有垂直于纸面的匀强磁场,边长为L的矩形线框中通以逆时针方向的恒定电流I时,弹簧秤的示数为T1(不计弹簧秤重力);当线框中电流反向、大小不变时,弹簧秤示数为T2(T2>T1),则磁感应强度B的大小为________.
4、如图甲所示,质量为m=50g,长L=10cm的铜棒.用长度亦为L的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小。
同学甲的解法如下:
对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:
∴
同学乙的解法如下:
铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做功,如图丙所示.
F做功为:
重力做功为:
由动定理得:
∴
请你判断,他们的解法哪个正确?
错误的请指出错在哪里.
5、如图所示,两平行光滑金属导轨宽10cm,与电源相连,导轨平面与水平面成30°角,导轨上放置一质量为0.2kg的金属棒MN.当导体棒上通过10A的电流时,为使其能静止在轨道上,需在金属棒所在空间加一匀强磁场,若使磁场的磁感强度最小,所在磁场磁感强度B多大?
方向如何?
课后作业:
完成《训练篇》第37练No.2、3、4、5、9、12、13
教学后记: