高二物理寒假作業(yè) 第九天 電阻的測(cè)量

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第九天 電阻的測(cè)量 1．某同學(xué)用伏安法測(cè)一個(gè)未知電阻,他先將電壓表接a點(diǎn),讀得兩表示數(shù)分別為U1=3.0 V,I1=3.0 mA,然后將電壓表改接在b點(diǎn),讀得兩表示數(shù)分別為U2=2.9 V,I2=4.0 mA,如圖所示.由此可知電壓表應(yīng)接到 點(diǎn)誤差較小,測(cè)得Rx的值應(yīng)為 Ω. 2．有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的空心金屬管線重約1～2 N,長(zhǎng)約30 cm,電阻約為30～40Ω,現(xiàn)在要測(cè)定它的內(nèi)徑d.已知這種金屬的密度為ρ0,勁度系數(shù)為k,比熱容為C,電阻率為ρ.現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材: A.厘米刻度尺 B.毫米刻度尺 C.螺旋測(cè)微器 D.電流表（100 mA,10 Ω） E.電流表（3 A,0.1 Ω） F.電壓表（3 V,6 kΩ） G.滑動(dòng)變阻器（200 Ω,0.5 A） H.滑動(dòng)變阻器（5 Ω,2 A） I.蓄電池（6 V,0.05 Ω） J.開關(guān)一個(gè),帶夾的導(dǎo)線若干 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,回答以下問(wèn)題: （1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)物理量的名稱及符號(hào)是 . （2）應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有 .（只填代號(hào)字母） （3）將右圖中所示儀器連成實(shí)際測(cè)量電路. （4）用已知的物理常數(shù)和測(cè)得的物理量,推導(dǎo)出計(jì)算金屬管內(nèi)徑d的表達(dá)式 . 3．某同學(xué)測(cè)量一個(gè)圓柱體的電阻率，需要測(cè)量圓柱體的尺寸和電阻。 (1)分別使用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的長(zhǎng)度和直徑，某次測(cè)量的示數(shù)如圖(a)和圖(b)所示，長(zhǎng)度為________cm，直徑為________mm。 (2)按圖(c)連接電路后，實(shí)驗(yàn)操作如下： (a)將滑動(dòng)變阻器R1的阻值置于最________處(填“大”或“小”)；將S2撥向接點(diǎn)1，閉合S1，調(diào)節(jié)R1，使電流表示數(shù)為I0； (b)將電阻箱R2的阻值調(diào)至最________(填“大”或“小”)，將S2撥向接點(diǎn)2；保持R1不變，調(diào)節(jié)R2，使電流表示數(shù)仍為I0，此時(shí)R2阻值為1 280 Ω； (3)由此可知，圓柱體的電阻為________Ω。 4．在測(cè)量金屬絲電阻率的實(shí)驗(yàn)中,已知電阻絲的電阻約為10Ω,現(xiàn)備有下列器材供選用: A.量程是0～0.6 A,內(nèi)阻是0.5Ω的電流表 B.量程是0～3 A,內(nèi)阻是0.1Ω的電流表 C.量程是0～3 V,內(nèi)阻是6 kΩ的電壓表 D.量程是0～15 V,內(nèi)阻是30 kΩ的電壓表 E.阻值為0～1 kΩ,額定電流為0.5 A的滑動(dòng)變阻器 F.阻值為0～10Ω,額定電流為2 A的滑動(dòng)變阻器 G.蓄電池（6 V） H.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干 （1） 為使測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,電流表應(yīng)選用 ,電壓表應(yīng)選用 ,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 .（只填字母代號(hào)） （2）若右圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器就是我們選定的,請(qǐng)用鉛筆畫線連接實(shí)驗(yàn)電路. 5．某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一種合金的電阻率。 （1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲的直徑。為防止讀數(shù)時(shí)測(cè)微螺桿發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，讀數(shù)前應(yīng)先旋緊左圖所示的 部件（選填“A”、“B”、“C”或“D”）。從圖中的示數(shù)可讀出合金絲的直徑為 mm。 （2）右圖所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，相關(guān)器材的規(guī)格已在圖中標(biāo)出。合上開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷：電路中 （選填圖中表示接線柱的數(shù)字） 之間出現(xiàn)了 （選填“短路”或“斷路”）。 （3）在電路故障被排除后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.23V和38mA，由此，該同學(xué)算出接入電路部分的合金絲的阻值為58.7Ω。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)作怎樣的改進(jìn)? 請(qǐng)寫出兩條建議。 6． 某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí),電阻與截面積的關(guān)系,選取了材料相同、質(zhì)量相等的5卷導(dǎo)線,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): （1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量某一導(dǎo)線的直徑如下圖所示.讀得直徑 d= mm. （2）該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù). 請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷,該種導(dǎo)線的電阻R與截面積S是否滿足反比關(guān)系？若滿足反比關(guān)系,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不滿足,請(qǐng)寫出R與S應(yīng)滿足的關(guān)系. （3）若導(dǎo)線的電阻率ρ=5.110-7Ωm,則表中阻值為3.1Ω的導(dǎo)線長(zhǎng)度l= m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）. 7．（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑,其示數(shù)如下圖所示,該金屬導(dǎo)線的直徑為 mm. （2）用下列器材組成描繪電阻R0伏安特性曲線的電路,請(qǐng)將下圖連線成為實(shí)驗(yàn) 電路. 微安表μA（量程200 μA,內(nèi)阻約200Ω）; 電壓表V（量程3 V,內(nèi)阻約10 kΩ） 電阻R0（阻值約20 kΩ）; 滑動(dòng)變阻器R（最大阻值50Ω,額定電流1 A）; 電池組E（電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì)）; 開關(guān)S及導(dǎo)線若干. 8．欲用伏安法測(cè)定一段阻值約為5Ω左右的金屬導(dǎo)線的電阻,要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確,現(xiàn)備有以下器材: A.電池組（3 V,內(nèi)阻1Ω） B.電流表（0～3 A,內(nèi)阻0.012 5Ω） C.電流表（0～0.6 A,內(nèi)阻0.125Ω） D.電壓表（0～3 V,內(nèi)阻3 kΩ） E.電壓表（0～15 V,內(nèi)阻15 kΩ） F.滑動(dòng)變阻器（0～20Ω,額定電流1 A） G.滑動(dòng)變阻器（0～2 000Ω,額定電流0.3 A） H.開關(guān)、導(dǎo)線 （1）上述器材中應(yīng)選用的是 .（填寫各器材的字母代號(hào)） （2）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表 接法.（填“內(nèi)”或“外”） （3）設(shè)實(shí)驗(yàn)中,電流表、電壓表的某組示數(shù)如下圖所示,圖示中I= A,U= V. （4）為使通過(guò)待測(cè)金屬導(dǎo)線的電流能在0～0.5 A范圍內(nèi)改變,請(qǐng)按要求畫出測(cè)量待測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻Rx的原理電路圖,然后根據(jù)你設(shè)計(jì)的原理電路將右圖中給定的器材連成實(shí)驗(yàn)電路. 9． 實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有器材如右圖所示:電池E,電動(dòng)勢(shì)約10 V,內(nèi)阻約1Ω;電流表A1,量程約10 A,內(nèi)阻r1約為0.2Ω;電流表A2,量程300 mA,內(nèi)阻r2約5Ω;電流表A3,量程250 mA,內(nèi)阻r3約5Ω;電阻箱R1;最大阻值999.9Ω,最小阻值改變量為0.1Ω;滑動(dòng)變阻器R2,最大值100Ω;開關(guān)S;導(dǎo)線若干.要求用右圖所示的電路測(cè)量圖中電流表A的內(nèi)阻。 （1）在所給的三個(gè)電流表中,哪幾個(gè)可以用此電路精確測(cè)出其內(nèi)阻? （2）在可測(cè)的電流表中任選一個(gè)作為測(cè)量對(duì)象,在實(shí)物圖上連成測(cè)量電路； （3）你要讀出的物理量是 .用這些物理量表示待測(cè)內(nèi)阻的計(jì)算公式是 。 10．如圖是測(cè)量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖，圖中R0是保護(hù)電阻（10Ω），R1是電阻箱（0～99.9Ω），R是滑動(dòng)變阻器，A1和A2是電流表，E是電源（電動(dòng)勢(shì)10V，內(nèi)阻很小）。 在保證安全和滿足要求的情況下，使測(cè)量范圍盡可能大。實(shí)驗(yàn)具體步驟如下： （i）連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R調(diào)到最大； （ii）閉合S，從最大值開始調(diào)節(jié)電阻箱R1，先調(diào)R1為適當(dāng)值，再調(diào)滑動(dòng)變阻器R，使A1示數(shù)I1 = 0.15A，記下此時(shí)電阻箱的阻值R1和A2示數(shù)I2。 （iii）重復(fù)步驟（ii），再側(cè)量6組R1和I2； （iv）將實(shí)驗(yàn)洲得的7組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問(wèn)題： ①現(xiàn)有四只供選用的電流表： A．電流表（0～3mA，內(nèi)阻為2.0Ω） B．電流表（0～3mA，內(nèi)阻未知） C．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻為5.0Ω D．電流表（0～0.3A，內(nèi)阻未知） A1應(yīng)選用 ，A2應(yīng)選用 。 ②測(cè)得一組R1和I2值后，調(diào)整電阻箱R1，使其阻值變小，要使A1示數(shù)I1 = 0.15A，應(yīng)讓滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值 （選填“不變”、“變大”或“變小”）。 ③在坐標(biāo)紙上畫出R1與I2的關(guān)系圖。 ④根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)得出Rx = Ω。  第九天 電阻的測(cè)量 1．a(chǎn)，1000 2．（1）金屬管線的長(zhǎng)度L、外徑D,加在管線兩端的電壓U,通過(guò)管線的電流強(qiáng)度I； （2）BCDFHIJ； （3）管線的電阻比較小,測(cè)量電路要用電流表外接法,滑動(dòng)變阻器H,控制電路采用分壓式,實(shí)驗(yàn)電路如下 圖所示； （4）由公式R=U/I,R=ρL/S,S=得內(nèi)徑 3．(1)5.01　5.315　(2)(a)大　(b)大　(3)1 280 解析：(1)游標(biāo)卡尺的精度為0.1 mm，所以L＝(50＋10.1)mm＝5.01 cm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為 d＝(5＋31.50.01) mm＝5.315 mm。 (2)(a)為了保護(hù)電流表，在接通電路之前，要使電路中的總電阻盡可能大，然后慢慢減小電路中的電阻。 (b)為使電路電流較小，使電流表示數(shù)逐漸變大，電阻箱阻值也應(yīng)先調(diào)至最大。 (3)將S1閉合，S2撥向接點(diǎn)1時(shí)，其等效電路圖如圖甲所示。 當(dāng)S2撥向2時(shí)，其等效電路圖如圖乙所示。 由閉合電路歐姆定律知I＝，當(dāng)I相同均為I0時(shí)，R2＝R圓柱體，所以R圓柱體＝1 280 Ω。 4． （1）A，C，F(xiàn)；（2）如下圖所示 5．（1）B，0.410；（2）7、9，斷路；（3）電流表改為內(nèi)接；測(cè)量多組電流和電壓值，計(jì)算出電阻的平均值。 6．（1）1.200；（2）不滿足，R與S2成反比（或RS2=常量）；（3）19 7．（1）1.880（1.878～1.882均正確）； （2）見下圖 8．（1）A、C、D、F、H ；（2）外； （3）0.48，2.20；（4）見右圖 9．（1）A2、A3； （2）若測(cè)r3,實(shí)物連線如下圖所示； （3）R1、I、I； r待= 10．①D C ②變大③關(guān)系圖象如圖所示④31