实验中的图像问题.docx
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实验中的图像问题
(2012)1.在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为__________mm(该值拉近多次测量的平均值)
(2)
(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx。
实验所用器材为:
电池组(电动势3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0—20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数
1
2
3
4
5
6
7
U/V
0.10
0.30
0.70
1.00
1.50
1.70
2.30
I/A
0.020
0.060
0.160
0.220
0.340
0.460
0.520
A
V
E
R
S
Rx
V
A
Rx
S
R
乙
图2
由以上实验数据可知,他们测量Rx是采用图2中的
________图(选填“甲”或“乙”)
RX
A
++
V
-+
-
南孚
南孚
P
图3
I/A
U/V
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
图4
甲
(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端,请根据
(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。
(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点。
请在图4中标出第2、4、6次测量数据的坐标点,并描绘出U-I图线。
由图线得到金属丝的阻值Rx=______Ω(保留两位有效数字)。
(5)根据以上数据可以估算出金属丝电阻率约为___________(填选项前的符号)。
A.
mB.
mC.
mD.
m
(6)任何实验测量都存在误差。
本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是_________(有多个正确选项)。
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表的内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差
D.用U-I图像处理数据求金属丝电阻可以减少偶然误差
(13北京)2.某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);实验电路应采用上图中的________(选填“甲”或“乙”).
(2)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在
(1)问中所选的电路图,用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线.
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx=
=________Ω(保留两位有效数字).
(4)若在
(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是__________________;若在
(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________.(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映Ux关系的示意图中正确的是________.
阻法测电源的电动势和内电阻
(14北京)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。
要求尽量减少误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的(选择“甲”或“乙”)
(2)现有电流表(0~0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:
A.电压表(0~15V)
B.电压表(0~3V)
C.滑动变阻器(0~50Ω)
D.滑动变阻器(0~500Ω)
实验中电压表应选择();滑动变阻器应选用()。
(3)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在下图的坐标纸上,请标出余下一组数据对应点,并画出U-I图线。
序号
1
2
3
4
5
6
电压U(V)
1.45
1.40
1.30
1.25
1.20
1,10
电流I(A)
0.050
0.120
0.240
0.260
0.360
0.480
(4)根据右图中所画图线可以得出干电池的电动势
E=V,内电阻r=Ω。
(5)实验中,随着滑动变阻器滑片移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化。
下图的各示意图中正确反映P-U关系的是()。
实验
测金属丝电阻率
描绘小灯泡伏安特性曲线
测电源电动势和内阻
电路图
图像
R=
R=
U=
例题1、为测量某一玩具电动机
中导线圈导线的电阻率,某实验小组的部分实验方案如下:
(1)用螺旋测微器测得与导线圈导线同种规格的导线的直径d如图所示,则d=________mm;
(2)用多用电表测量电动机中导线圈的电阻Rx:
选择“×1Ω”欧姆挡,并按正确步骤操作后,指针的位置如图15所示(此过程电动机不转动),则Rx=________Ω.
(3)为了提高精度,他又用以下仪器再次测量导线圈的电阻Rx:
电流表A1(0~3A、约5Ω);电流表A2(0~30mA、约10Ω);
滑动变阻器R1(0~1kΩ);滑动变阻器R2(0~50Ω);
定值电阻R0=60Ω;电源(4V、约1Ω)及开关等,导线若干.
①实验小组为使测量过程中电动机不转动而采用了如图所示的电路图,应选择的电流表是________,滑动变阻器是________;(填写符号)
②按照实验要求,多用电表已选择“直流电压2.5V”挡作为电压表使用,请依据电路图将下图所示的实验电路中的实物图用笔画线代替导线将欠缺的两处补完整;
③上图是该实验小组用测得的数值描绘出的图象,其斜率表示的是________(填选项).
A.导线圈的电阻
B.导线圈的电阻与R0阻值之和
例题2、(2013·福建)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件.某实验小组设计如图13甲所示电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表V1量程选用3V,内阻为6.0kΩ;电压表V2量程选用15V,内阻约为30kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计.
①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路.
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2.
(ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1=______V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为________mA(保留两位小数).
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“-”表示反向),并在图14上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U1/V
0.00
0.00
0.06
0.12
0.24
0.42
0.72
1.14
1.74
U2/V
0.0
1.0
2.1
3.1
4.2
5.4
6.7
8.1
9.7
Ux/V
0.0
-1.0
-2.0
-3.0
-4.0
-5.0
-6.0
-7.0
-8.0
Ix/mA
0.00
0.00
-0.01
-0.02
-0.04
-0.07
-0.12
-0.19
-0.29
(ⅲ)由Ix-Ux图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成______(填“线性”或“非线性”)关系.
小灯泡伏安特性曲线的描绘
例3、.(2013·天津理综)要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作.已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω);电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);
电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ);电键一个、导线若干.
①实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号).
A.滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A)
B.滑动变阻器(最大阻值1750Ω,额定电流0.3A)
②实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号).
③实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图1所示.如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V、内阻为5Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________W.
例4、下图甲是利用两个电流表
和
测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图.图中S为开关,R为滑动变阻器,固定电阻R1的阻值和电流表
的内阻之和为10000Ω(比r和滑动变阻器的总电阻都大得多),
为理想电流表.
(1)按电路原理图在图乙虚线框内各实物图之间画出连线完成实物电路图.
(2)在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑动端c移动至____(填“a端”、“中央”或“b端”).
(3)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置,读出电流表
和
的示数I1和I2.多次改变滑动端c的位置,得到的数据为
I1/mA
0.120
0.125
0.130
0.135
0.140
0.145
I2/mA
480
400
320
232
140
68
在图所示的坐标纸上以I1为纵坐标、I2为横坐标画出所对应的I1—I2图线.
(4)利用所得图线求得电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.(保留两位小数)
(5)该电路中电源输出的短路电流I短=________A.
例5、(2009·北京理综)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线.
(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求,设计图7中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作记录.当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图所示.处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数
;再制作R-
坐标图,如图所示,图中已标注出了(R,
)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图实验数据对应的坐标点也标注在右图上.
(3)在图上把描绘出的坐标点连成图线.
(4)根据图描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.
例题6、(2010·江苏单科)在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.
(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到________.(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是________.(选填“1”或“2”)
方案编号
电阻箱的阻值R/Ω
1
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
2
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
(3)根据实验数据描点,绘出的
-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在
坐标轴纵轴上的截距为b,则该电源的电动势E=________,内阻r=________.(用k、b和R0表示)
课后练习:
1.(2011·江苏)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值.
(1)将电阻箱接入a、b之间,闭合开关.适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变.改变电阻箱的阻值R,得到一组电压表的示数U与R的数据如下表:
电阻R/Ω
5.0
10.0
15.0
25.0
35.0
45.0
电压U/V
1.00
1.50
1.80
2.14
2.32
2.45
请根据实验数据作出U-R关系图象.
(2)用待测电阻Rx替换电阻箱,读得电压表示数为2.00V.利用
(1)中测绘的U-R图象可得Rx=________Ω.
(3)使用较长时间后,电池的电动势可认为不变,但内阻增大.若仍用本实验装置和
(1)中测绘的U-R图象测定某一电阻,则测定结果将________(选填“偏大”或“偏小”).现将一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间,你应如何调节滑动变阻器,便仍可利用本实验装置和
(1)中测绘的U-R图象实现对待测电阻的准确测定?
2.如图所示(导线连线不完整),某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各安装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.用如下器材进行测量:
电压表(量程15V,内阻约30kΩ)
电流表(量程300μA,内阻约50Ω)
滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流1A)
电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω)
单刀单掷开关一个,导线若干.
下表是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.实验中他还用20分度的游标卡尺测量了玻璃管的内径,结果如图7所示.
U/V
0
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
I/μA
0
22
65
109
155
175
240
根据以上所述请回答下面的问题:
(1)玻璃管内径d的测量值为________cm;
(2)根据表1数据在图8坐标系中描点,请作出U-I图象,根据图象求出电阻R=________Ω(保留两位有效数字);
(3)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=________(用R、d、L表示),测量值为
________Ω·m(保留两位有效数字);
(4)请画出测量导电溶液电阻的电路图,并在图6中补画出未连接的导线.
甲
Rx
A
V
E
S
3.(2014东城一模)为了测量某一未知电阻Rx的阻值,某实验小组找来以下器材:
电压表(0~3V,内阻约3kΩ)、电流表(0~0.6A,内阻约0.5Ω)、滑动变阻器(0~15Ω,2A)、电源(E=3V,内阻很小)、开关与导线,并采用如图甲所示的电路图做实验。
①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐;
0.2
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
U/V
I/A
0
0.1
0.3
0.4
0.5
0
0.6
丙
-
+
|||||||||||||||||||||
V
|||||||||||||||||||||
A
乙
Rx
P
a
b
②图乙中,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片P置于_______端(选填“a”、“b”)。
③闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,得到多组电压表与电流表的读数,根据实验数据在坐标系中描出坐标点,请你完成U-I图线;
④根据U-I图可得,该未知电阻的阻值Rx=______。
(保留两位有效数字)
⑤由于实验中使用的电表不是理想电表,会对实验结果造成一定的影响,则该小组同学实验测出的电阻值_____________Rx的真实值(填“>”、“<”或“=”)。
⑥利用现有的仪器,为了更加精确地测量这个电阻的阻值,请你给该实验小组提出建议并说明理由
。
4.(2010·海淀模拟)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,可供选择的实验仪器如下:
器材
规格
器材
规格
小灯泡
标有“3.8V,0.3A”字样
滑动变阻器R1
最大阻值10Ω,额定电流1.0A
电压表V
量程0~5V,内阻约5kΩ
滑动变阻器R2
最大阻值1kΩ,额定电流0.5A
电流表A1
量程0~100mA,内阻约4Ω
直流电源E
电动势约为6V,内阻约为0.5Ω
电流表A2
量程0~500mA,内阻约0.4Ω
导线、电键等
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选________,电流表应选________.
(2)在左图中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电路.
(3)利用实验中得到的实验数据在I-U坐标系中,描绘出了如上图所示的小灯泡的伏安特性曲线.根据此图给出的信息,可以判断出下图中正确的是(图中P为小灯泡功率)( )
5..影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(1)他们应选用下图中所示的哪个电路进行实验.( )
(2)①由
(1)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示.根据表中数据请在图中作出元件Z的I-U图线.
②根据Z的I-U图线可判断元件Z是金属材料还是半导体材料?
U/V
0
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.50
1.60
I/A
0
0.20
0.45
0.80
1.25
1.80
2.80
3.20
③把元件Z和电阻R接入如下图所示的电路中,由实验测得电阻R的I-U图线如图4所示.已知电源的电动势E=1.5V,内阻不计.闭合电键S,电路稳定时,元件Z消耗的电功率为________W.
6.(2009·天津理综)为探究小灯泡L的伏安特性,连好如图9所示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是( )
7.表格中所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:
U(V)
0.0
0.2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
I(A)
0.000
0.050
0.100
0.150
0.180
0.195
0.205
0.215
(1)分析表格内实验数据可知,应选用的实验电路图是图中的________(选填“甲”或“乙”);
(2)在如右图所示的方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻值随I变大而________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)用一个定值电阻R=10和上述小灯泡组成串联电路,连接到内阻不计、电动势为3V的电源上,则流过灯泡L的电流约为________A.
8.(2009·福建理综)某研究性学习小组为了制作一种传感器,需要选用一电器元件.图14为该电器元件的伏安特性曲线,有同学对其提出质疑,现需进一步验证该伏安特性曲线,实验室备有下列器材:
器材(代号)
规格
电流表(A1)
量程0~50mA,内阻约为50Ω
电流表(A2)
量程0~200mA,内阻约为10Ω
电压表(V1)
量程0~3V,内阻约为10kΩ
电压表(V2)
量程0~15V,内阻约为25kΩ
滑动变阻器(R1)
阻值范围0~15Ω,允许最大电流1A
滑动变阻器(R2)
阻值范围0~1kΩ,允许最大电流100mA
直流电源(E)
输出电压6V,内阻不计
开关(S)、导线若干
(1)为提高实验结果的准确程度,电流表应选用______;电压表应选用________;滑动变阻器应选用__________.(以上均填器材代号)
(2)为达到上述目的,请在虚线框图中画出正确的实验电路原理图,并标明所用器材的代号.
(3)若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合,请说明该伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点?
相同点:
_______________________________________________________________________.
不同点:
_______________________________________________________________________.
9.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验描绘小灯泡的伏安特性曲线.实验可供选择的器材有:
A.小灯泡(规格为“2.5V,1.2W”)
B.电流表A(量程为0~0.6A,内阻为1Ω)
C.电压表V(量程为0~3V,内阻未知)
D.滑动变阻器(0~100Ω,额定电流为1A)
E.滑动变阻器(0~5Ω,额定电流为0.5A)
F.电源(E=3V,内阻不计)
G.定值电阻R0(阻值R0=6Ω)
H.开关一个和导线若干
(1)要求小灯泡两端的电压从零开始变化,且能尽量消除系统误差,在方框内画出实验电路图.
(2)实验中,应该选用的滑动变阻器是______(填写器材前字母代号).
(3)按照正确的电路图,该同学测得实验数据如下:
(I是电流表A的示数,U是电压表V的示数,U灯是小灯泡两端的实际电压).请通过计算补全表格中的空格,然后在图16中画出小灯泡的伏安特性曲线.
I/A
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.48
U/V
0.08
0.15
0.25
0.40
0.60
0.90
1.30
1.85
2.50
3.00
U灯/V
(4)该同学将与本实验中小灯泡与给定的定值电阻R0串联接在本实验中提供的电源两端,则小灯泡的实际功率是________W.
10.某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线.他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它
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- 实验 中的 图像 问题