C.特性曲线在Ⅰ区,P1>P2
D.特性曲线在Ⅲ区,P1>P2
3.(93全国)一个标有“220V,60W”的白炽灯泡,加上的电压由零逐渐增大到220V.在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示.图3中的图线肯定不符合实际的是()
图3
4.小灯泡的伏安曲线不是直线,这是因为:
A.小灯泡是非纯电阻用电器
B.任何导体的电阻率均随温度的升高而增大
C.金属导体的电阻率一般随温度的升高而增大
D.以上说法均不正确
5.在图4中,不论如何移动滑动滑片,电压表的读数几乎不变,下列情况中,可能发生的是:
A.只有小灯泡的灯丝断
B.只有A端断开了
C.灯丝断了且变阻器的A端也断了
D.电流表没接好图4
6.在实际情况中,能较正确反映通过灯泡的电流强度I与灯泡两端电压U之间变化关系的图线是图6所示中的哪一个?
二、填空题
7.现有下列器材:
A、两节干电池,内阻不计;B、滑动变阻器0~10Ω;C、滑动变阻器0~500Ω;D、小灯泡(2.5V,0.5W);E、开关;F、导线若干
请你设计一个电路,使小灯泡两端的电压能在0~2.5V范围内较方便地连续变化。
(1)滑动变阻器应选;
(2)画出对应的电路图。
8.用如图8中所给的实验器材测量一个“12V,5W”的小灯泡在不同电压下的功率,其中电流表有3A、0.6A两挡,内阻可忽略;电压表有15V、3V两挡,内阻很大.测量时要求加在灯泡两端的电压可持续地从0调到12V.按要求在实物图上连线(其中部分线路已经连好).
9.如图9所示,滑动变阻器R1的最大值是200Ω,电阻R2=200Ω,AB两端电压U=10V。
试求电键S断开和闭合时,移动滑键P、R2两端的电压变化范围。
10.(06北京卷)某同学用图所示电路,测绘标有“3.8V,0.3V”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.
①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:
电流表:
A:
(量程100mA,内阻约2);
A:
(量程0.6A,内阻约0.3);
电压表:
V1(量程5V,内阻约5);
V2(量程15V,内阻约15);
电源:
E1(电动势为1.5V,内阻为0.2);
E2(电动势为4V,内阻约为0.04).
滑动变阻器:
R1(10Ω,0.5A)
R2(500Ω,0.5A)
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表___________,电压表______________滑动变阻器________________,电源___________________.(填器材的符号)
②根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图3所示.由图象可知,此灯泡在不不作时,灯丝电阻为___________;当所加电压为3.00V时,灯丝电阻为____________,灯泡实际消耗的电功率为___________W.
③根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________.
11.有一个小灯泡上标有“6V,1W”字样,现在要测量这个灯泡的I-U图线。
下列器材可供选用。
A.电压表(0—5V,5kΩ)
B.电压表(0—10V,10kΩ)
C.电流表(0—0.3A,5Ω)
D.电流表(0—0.6A,2Ω)
E.滑动变阻器(30Ω,2A)
F.学生电源(直流9V)还有导线、电键等。
(1)实验中所用电压表应选用,电流表应选用。
(2)在方框中画出实验电路图。
12.“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验电路图见图12所示。
(1)请你按该电路图将图13所示中各器材连成实验电路。
(2)合上开关前,应把滑动变阻器滑至___处(由实物图13所示,填“最左端”、“最右端”或“中间)。
⑶导致实验结果伏安特性曲线不是一条直线的关键因素是。
图13
实验二:
测定金属的电阻率
【实验目的】1.练习使用螺旋测微器;2.学会用伏安法测电阻;3.测定金属的电阻率。
【实验原理】
1.根据电阻定律有,金属的电阻率
因此,只要测出金属丝的长度l,横截面积S和导线的电阻R,就可以求出金属丝的电阻率ρ
①根据部分电路的欧姆定律可知R=U/I
只要测出金属丝两端的电压U和金属丝中的电流I,就可以测出金属丝的电阻.即用伏安法测出金属丝的电阻R
②金属丝的长度l可以用米尺测量.
③金属丝的横截面积S由金属丝的直径d算出,即S=πd2/4.由于金属丝的直径较小,因此需要用比较精密的测量长度的仪器——螺旋测微器来测量.这就是本实验的实验原理.
若用实验中直接测出的物理量来表示电阻率,则金属丝的电阻率的表达式为
2.在测定金属线的电阻时,为了防止金属线过热造成金属线的长度及电阻率的变化,因此,流过金属线的电流不宜太大.则当电流表具有0~0.6A和0~3A两种量程时,应当选用哪个量程?
如果被测金属线电阻约5Ω,电压表具有0~3V和0~15V两种量程,应当选用哪个量程?
分析:
电流表选0~0.6A
电压表选0~3V
3.在图3中,电流表选用0~0.6A量程,电压表选用0~3V量程,则各指针所指示的分别为:
I是0.35A,Ⅱ是0.50A;Ⅲ是1.20V,Ⅳ是2.00V.
(由于被测金属丝的电阻较小,一般为5Ω~10Ω,电压表3V档的内阻约为3kΩ,电流表0.6A档的内阻约为0.1Ω,所以测量电路应采用电流表外接法.为了调节金属丝两端的电压,应选用滑动变阻器,根据本实验的实际情况,可采用滑动变阻器的限流接法.)
4.图4提供测电阻所用的实验器材,请将它们用线连接成所需的实验电路;并将变阻器的滑动片移到阻值最大的位置(用“↓”表示).
5.实验中所使用的刻度尺的最小刻度是1mm,则它的测量结果可以准确到1mm,读数时应当读到0.1mm位.下图中,(A)的测量结果是0.1546m,(B)的测量结果是0.4500m.
6.螺旋测微器的构造、原理、读数方法
(1)CAI课件模拟螺旋测微器的构造:
螺旋测微器是由:
测砧A、固定刻度B、尺架C、可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D`、测微螺杆F构成的.
(2)CAI课件模拟螺旋测微器的原理
螺旋测微器的螺距是0.5mm,可动刻度一周为50格;旋钮D每旋转一周,测微螺杆F前进或后退0.5mm.因此,旋钮D每转过l格,测微螺杆F前进或后退0.01mm.可见螺旋测微器的精确度为0.01mm.
(3)CAI课件模拟螺旋测微器的操作与读数.
使用螺旋测微器时,将被测物体放在小砧A和测微螺杆F之间,先调节旋钮D,在测微螺杆F快靠近被测物体时,改用微调旋钮D,,这样不致于在测微螺杆和被测物体之间产生过大的压力,既可以保护仪器,又能保证测量结果的准确性.当听到咔咔的声音时停止转动,并用止动螺旋止动.
读数时,被测物体长度大于o.5mm的部分在固定刻度上读出,不足o.5mm的部分在可动刻度上读出,读可动刻度示数时,还要注意估读一位数字.螺旋测微器的读数可用下面公式表示:
螺旋测微器的读数=固定刻度上的读数+可动刻度上的格数×精确度o.01mm
(4)CAI课件模拟螺旋测微器测量几种金属丝的直径,学生练习读数.A.4.365mmB.4.090mmC.0.690mmD.0.987mm
7.注意事项
⑴实验中先对测量仪器、仪表进行检查;观察电表的指针是否指在零刻度,如果有偏差,应当用小螺丝刀轻轻转动表头下方正中央的小螺丝,直到指针指在零刻度为止,或请老师帮忙调整;当螺旋测微器的测帖A和螺杆F并拢时,可动刻度E的零点应该恰好跟固定刻度B零点重合,如果不重合,就存在“零误差”,在测量时如何处理它可以向老师请教.
⑵使用螺旋测微器中,当F快要接近被测物体时,要停止使用大旋钮D,改用微调旋钮D`,这样就不至于在F和被测物体之间产生过大的压力,既可以保护仪器又能保证测量结果的准确.
⑶在连接电路之前,应当适当安排仪器的位置,做到既要方便连线,又要使经常操作的仪器(如滑动变阻器)方便操作,经常观察的仪表(如电表)便于读数.图1的排列就考虑到这个要求可供参考.
⑷连线之前应先断开开关,闭合开关之前要使滑动变阻器的滑动片位于阻值最大的位置.拆除电路时,应首先拆去电源连线,然后再拆其他连线,并整理好仪器.
⑸L、d测多次,求平均值
⑹通电电流不宜过大,时间不宜过长
【步骤规范】
实验步骤
操作规范
一.测量金属导线的直径
1.观察螺旋测微器两小砧合拢时,可动刻度上的零刻度线和固定刻度上的零刻度线是否重合,观察螺旋测微器的最小分度值
2.将金属导线放在螺旋测微器的小砧和测微螺杆之间,正确操作螺旋测微器,测出金属导线的直径
3.在金属导线的不同位置、不同方向上,再测两次,求出平均值
1.螺旋测微器的最小分度是0.01mm,应估读到0.001mm
2.⑴螺旋测微器的正确握法是:
用左手食指侧面和大拇指握住框架塑料防热片的左侧,用右手大拇指和食指旋动旋钮
⑵调节旋钮时,应先用粗调旋钮,使小砧与金属导线接近,然后改用微调旋钮推进活动小砧,当听到棘轮打滑空转并发出“咯咯”声时,才可读数
⑶读数时,先读出固定刻度上的毫米整数部分(注意半毫米刻度线是否露出),再读出可动刻度的值(如半毫米刻度线已露出,应加上0.500mm),作后读出估读值
二.用伏安法测金属导线的电阻
1.对电流表、电压表进行机械调零
2.将金属导线拉直,固定在木条上
3.按图连接电路
4.闭合电键,调节滑动变阻器,读取三组I、U值
5.计算三组I、U值对应的电阻值,取其平均值
1.若表针不在零位,用螺旋刀旋动机械调零螺钉,使其对正
2.⑴连接电路前,先布列仪器,使其位置合适,然后先电阻、后电表依次连接电路,电源最后接
⑵电键接入电路时,应处于断开位置
⑶闭合电键前,变阻器阻值应最大
⑷导线的连接处必须在接线柱上(无“丁”字形接线)
3.⑴电流表、电压表量程合适
⑵每次实验通电时间不宜过长,电流不宜过大,并应及时切断电源
⑶I、U值读数准确,有估读。
三.测量金属导线的长度
1.用毫米刻度尺测量固定在木条上连入电路中的金属导线的长度
2.以毫米刻度尺的不同起点再测两次
3.算出金属导线长度平均值
测量时,刻度尺的刻度应贴近金属导线;视线要跟尺垂直;有估读(即读出0.1mm)
四.拆除电路,仪器复原
电源必须先拆
【典型例题】
例1在“测定金属电阻率”的实验中,若被测电阻丝的长度为80.00cm,电阻约为3Ω~4Ω,在下列器材中应选用的是(写代号).
A.电压表(0~15V);B.电压表(0~3V);C.电流表(0~0.6A);D.电流表(0~3A);E.滑动变阻器(0~50Ω,2A);F滑动变阻器(0~500Ω,1A);G.电源(E=3V,r=0.2Ω);H电源(E=10V,r=lΩ);I.开关;J.导线(若干).
答案.BCEGIJ
例2测定金属电阻率的实验中,
(1)如图2(a)为测金属丝直径时螺旋测微器的示意图,则此金属丝的直径为m;
(2)如图2(b)为用伏安法测金属丝电阻的电路图,其中M为,N为;若两表示数分别如图2(C)、(d)所示,则被测金属丝的电阻R测=;(3)用以上方法测得的金属丝电阻率与其实际值比较是.(填“偏小”、“偏大”或“准确”)
答案:
(1)5.9×10-2m
(2)电流表电压表5Ω
(3)偏小
例3在测定金属丝的直径时,螺旋测微器的读数如图3所示,可知该金属丝的直径d=______×10-3m。
答案:
.0.900
例4(06四川卷)在“测定金属的电阻率”实验中,需要测量金属丝的长度和直径。
现用最小分度为1mm的米尺测量金属丝长度,图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置,测得的金属丝长度为mm。
在测量金属丝直径时,如果受条件限制,身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。
如何较准确地测量金属丝的直径?
请简述测量方法:
答案:
在铅笔上紧密排绕金属丝N匝,用米尺量出该N匝金属丝的宽度D,由此可以计算得出金属丝的平均直径为D/N
实验二:
测定金属的电阻率练习
1.有一个阻值约为5kΩ的电阻,现用伏安法较准确的测定它的电阻值,可供选用的电流表量程为50mA,内阻为20Ω,电压表量程为5V,内阻为10kΩ,为减少误差,实验时应选用哪种电路为好?
()
2.在测定金属丝的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,如图所示,由图读出金属丝的直径是_________.
3.如图是伏安法测电阻的电路,其中电压表示数为100V,
电流表示数为0.4A,由此得出的电阻值为_________Ω。
若电
压表的内阻为1250Ω,则被测电阻的真实值应为________Ω。
4.用零点准确的螺旋测微器测量某物长度,被测物的长度如图4
(1)可读为___________,
图4
(2)可读为_____________.
5.图5为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,器材规格如下:
(1)待测电阻Rx(约100Ω);
(2)直流毫安表(量程0~10毫安,内阻50Ω)
(3)直流电压表(量程0~3V,内阻5kΩ);
(4)直流电源(输出电压4V,内阻可不计);
(5)滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A);
(6)电键一个,导线若干条.
根据器材的规格和实验要求,在本题的实物图上连线.
6.如图6,a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱.现把此变阻器串联接入电路中,并要求滑片向c移动时,电路中电流减小.则接入电路的接线柱可能是[]
A.a和bB.a和cC.b和cD.b和d
7.如图7千分尺的读数应是___________mm.
8.如右图8所示为螺旋测微器测量小球的直径时的示数,这个小球的直径应是_________mm.
9.在“测定金属电阻率”的实验中,用千分尺测量金属丝的直径,利用伏安法测量金属丝的电阻,千分尺示数及电流表、电压表的示数都如图9所示,则可读出该金属丝的直径是_________mm,金属丝的电阻值_________Ω(本空要求两位有效数字)。
除此以外,还需要测量的物理量是_________.
图
10.某学生准备用伏安法测定一个未知电阻的阻值,实验中他的实物接线如图10所示.
(1)指出该学生实物接线中的错误;
(2)根据纠正错误以后的实物接线图,画出与之对应的原理电路图.
11.用伏安法测一个未知电阻Rx的阻值.已知Rx约为200Ω.
所用仪器规格如下:
电压表(15V,15kΩ);电流表(0.6A,0.1Ω);
变阻器R1:
(0~500Ω);变阻器R2:
(0~20Ω);合适的电源以及电键、导线等.
(1)画出实验电路图.
(2)要求调节滑动变阻器使电路中电流强度变化较明显,应选用哪一个变阻器?
答:
____________________________________________.
(3)按上述电路测得的Rx值比真实值________________.
12.用伏安法测一段金属丝的电阻,所用的仪器如图12所示,其中电压表的内阻约2KΩ,电流表的内阻约1Ω,滑动变阻器标有10Ω、1A,蓄电池的电动势6.0V,内电阻0.2Ω。
测得的数据如表所示:
在坐标图上