恒定电流复习2讲义电学实验.docx
- 文档编号:25626439
- 上传时间:2023-06-10
- 格式:DOCX
- 页数:26
- 大小:778.73KB
恒定电流复习2讲义电学实验.docx
《恒定电流复习2讲义电学实验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《恒定电流复习2讲义电学实验.docx(26页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
恒定电流复习2讲义电学实验
恒定电流复习2
伏安法测电阻
例1:
测定金属丝的电阻(阻值3~5Ω)时,给定的实验器材的实物如下图所示,要求通过金属丝的电流可以在0—0.6A之间变化。
请在方框中画出实验电路图,并在图中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
例2热敏电阻是传感电路中常用的电子元件.现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整.已知常温下待测热敏电阻的阻值约40~50Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:
盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~10Ω)、开关、导线若干.
(1)图
(1)中a,b,c三条图线能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是 .
(2)在图
(2)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小.
(3)根据电路图,在图(3)的实物图上连线.
例3图十一中,甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒,现测量该材料的电阻率.
(1)首先用多用电表的
欧姆档(倍率为×10)粗测
其电阻,指针位置如图乙所
示,其读数R=.
(2)然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻:
A.电流表:
量程为0.6A,内阻约为0.1Ω
B.电压表:
量程为3V,内阻约为3kΩ
C.滑动变阻器:
最大阻值为20Ω,额定电流1A
D.低压直流电源:
电压6V,内阻忽略
F.电键K,导线若干
在方框中画出实验电路图.
(3)如果实验中电流表示数为I,电压表示数为U,并测出该棒的长度为L、直径为d,则该材料的电阻率ρ=(用测出的物理量的符号表示).
例4有一根细长而均匀的金属材料样品,截面为外方内圆,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.因管线内径太小,无法直接测量,请设计一个实验方案测量其内径d,现有如下器材可选:
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(600mA1.0Ω)
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.蓄电池(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径d的表达式.
例5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。
描绘小灯泡的伏安特性曲线
例1如图所示中的图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I—U关系曲线图.
(1)为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整曲线,在图2、图3两个电路中应选择的是图;简要说明理由:
.(电源电动势为9V,内阻不计,滑线变阻器的阻值为0-100Ω)
(2)在图4电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω.由热敏电阻的I—U关系曲线可知,热敏电阻两端的电压为V;电阻R2的阻值为Ω.
⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子:
_________________________________________________________________________
例2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,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡上的电流和电压):
I(A)
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.49
0.50
U(V)
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
(1)在左下框中画出实验电路图.可用的器材有:
电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0—10Ω电源、小灯泡、电键、导线若干.
(2)在右图中画出小煤泡的U—I曲线.
(3)如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω.问:
将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?
(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在第
(2)小题的方格图中)
例3使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率,并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线.已知小灯泡上标有“6V,3W”字样,电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器的规格是“52A”.
要求:
⑴把图1中实物连成实验电路;
⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的?
简单说明理由.
例4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
⑴分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是图(填“甲”或“乙”)
⑵在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随I变大而(填“变大”、“变小”或“不变”)
⑶如图丙所示,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。
例5现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡(图中用
表示)的伏安特性曲线。
要求所测电压范围为0.1V~4V。
现有器材:
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计),电压表(量程4.5V,内阻约为4×104Ω),电流表(量程250mA,内阻约为2Ω),电流表(量程500mA,内阻约为1Ω),滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω),电键S,导线若干。
如果既要满足测量要求,又要测量误差较小,应该选用的电流表是,下面两个电路应该选用的是。
电表的改装
例1四个相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程大于的量程A2的量程,V1的量程大于V2的量程,把它们接入如图所示的电路,闭合开关后()
A.A1的读数比A2的读数大
B.A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大
C.V1读数比V2读数大
D.V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大
例2在“把电流表改装为电压表”的实验中,需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻,步骤如下:
①接通S1(S2未接通),调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;
②再接通S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;
③读出的R2阻值,即认为。
已知电源的电动势为3V,内阻不计,电流表满偏电流为500μA,其内阻约在100Ω左右。
实验室配有的可变电阻有:
A.电阻箱(0~999Ω)
B.滑动变阻器(0~200Ω)
C.滑动变阻器(0~10kΩ)
D.滑动变阻器(0~100kΩ)
(1)电路中R1应选 ,R2应选 。
(2)上述实验中电流表内阻的测量量和真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)
(3)如果测得该电流表阻值为100Ω,要将其改装为量程为3V电压表,应串联一个阻值为 的
电阻。
例3某同学准备用500μA的电流表改装成一块量程为2V的电压表.他为了能够更精确地测量该电流表的内电阻,设计了如图所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:
A.电流表G1(量程1mA,内电阻约为100Ω)
B.电流表G2(量程500μA,内电阻约200Ω)
C.电池组E(电动势为3.0V,内电阻未知)
D.滑动变阻器R(阻值范围0~10Ω)
E.电阻箱R1(阻值范围0~9999.9Ω)
F.保护电阻R2(阻值约100Ω)
G.开关S1,单刀双掷开关S2
(1)实验中该同学先按正确的操作步骤连接电路,接着合上开关S1,再将开关S2与a相连,调节滑动变阻器R的滑片P,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数为I;然后将开关S2与b相连,保持不变,调节,使电流表G1的示数仍为I时,读取电阻箱的阻值为r.
(2)由上述测量过程可知,电流表G2内电阻的测量值rg=.
(3)若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻为190Ω,他必须将一个Ω的电阻与电流表G2串联,才能改装为一块量程为2V的电压表.
(4)改装好的电压表要与标准电压表V0进行逐格核对,请你在答题卷上的方框中画出核对电路图.核对时,该同学发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,标准电压表V0的指针恰好如下右图所示,由此可知,该改装电压表满刻度时的百分误差为%.
例4把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满偏电流Ig为200μA,内阻rg估计在400Ω—600Ω之间。
(1)电路如图a所示,利用半偏法测定电流表的内阻rg,其供选用的器材如下:
A.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω)
B.滑动变阻器(阻值范围0~5000Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~99999Ω)
E.电源(电动势6V,内阻0.3Ω)
F.电源(电动势12V,内阻0.6Ω)
依据实验要求,R最好选用、R′最好选用,电源E最好选用。
(填入选用器材的字母代号)
(2)该实验操作的步骤有:
A.接通S1,调节电阻R,使电流表指针偏转到满刻度
B.接通S2,调节电阻R′,使电流表指针偏转到满刻度的一半
C.读出R′的阻值,即认为rg=R′
用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比。
(填“偏大”或“偏小”)
(3)由此实验测出电流表内阻rg=500Ω,现通过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,则改装后电压表的量程为V。
改装后的电压表需要用标准表进行校准,请将图b中的器材连接成实验电路。
如果用改装后的电压表进行测量,表头示数如图c所示,则测得的电压值是V。
测定电源的电动势和内电阻
例1用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻。
(1)在下面方框中完成所需电路。
(2)右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线。
由图可知:
图线与电压U轴的交点表示;电源Ⅰ的内电阻电源Ⅱ的内电阻(填“大于、小于或等于”)。
(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中相等。
例2利用如图9所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键,研究设计测量一个电池组的电动势和内阻。
根据上面实验器材:
(1)简略写出实验方案;
(2)画出实验电路图,并用笔画线作导线
将所给器材连接成实验电路。
(3)用记录的实验数据(用符号代替数据),
写出电动势和内阻的表达式。
例3②含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”,a、b是等效电源的两极。
为了测定这个等效电源的电动势和内阻,该同学设计了如图乙所示的电路,调节变阻器的阻值,记录下电压表和电流表的示数,并在方格纸上建立了U-I坐标,根据实验数据画出了坐标点,如图丙所示。
请你作进一步处理,并由图求出等效电源的电动势E=V,
内阻r=Ω。
(4分)
③由于电压表和电流表的内阻,会产生系统误差,则采用此测量电路所测得的电动势与实际值相比,测得的内阻与实际值相比(填“偏大”、“偏小”和“相同”)。
(2分)
82615980
例4利用如图a所示电路测量电池组的电动势E和内阻r.根据实验数据绘出
~R图线如图b所示,其中R为电阻箱读数,I为电流表读数,不计电流表内阻,由此可以得到
E=V,r=Ω.
例5现有一特殊的电池,其电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围,最大允许电流为50mA。
为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲的电路进行实验。
图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R0是定值电阻。
⑴实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:
A.10Ω,2.5WB.50Ω,1.0WC.150Ω,1.0WD.1500Ω,5.0W
本实验应选用,其作用是。
⑵该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线。
则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示。
⑶根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为V,内电阻r为Ω。
例6小明的实验桌上有:
A、待测电源一个(电动势约3V,内阻小于1Ω)B、直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.22Ω,3A档的内阻约0.1Ω)C、直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻为15kΩ,15V档内阻为25kΩ)D、滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A)E、滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A)F、开关G、导线若干H、小灯泡(电阻小于1Ω)。
假如你是小明,请你完成:
(1)利用给出的器材测电源的电动势和内阻有如图(甲)、(乙)两种电路,为了减小测量误差,应选择图所示电路。
(2)根据你选择的电路将图(丙)中实物连接好。
(3)你选择的滑动变阻器是(填代号),理由是;
(4)小明根据测出的数据,作出U—I图线如图(丁)a线所示,实验所测电源的电动势为E=V,内电阻为r=Ω;
(5)若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,请你在虚线框内画出实验电路。
要求实验测出的数据尽可能多;
(6)将步骤(4)中得到的数据与步骤(5)得到的数据在同一U~I坐标系内描点作图,得到如图(丁)所示的图线a、b,如果将此电源与小灯泡组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为。
练习使用多用电表
多用表面板
电流表电压表欧姆表示意图
题型1.多用表刻度及读数问题
题型1.多用表刻度及读数问题
⑴.多用表面板上的刻度线的特点:
①.直流电流(压)刻度线都是均匀的,可以共用同一刻度线.
②.电阻刻度线和交流电压刻度线都是不均匀的.
③.电阻刻度线上的零欧姆刻度与直流电流刻度线上的最大刻度相对应.
(2).多用电表的读数原则
①.选择开关拨到电压、电流档位时,应再估读一位;而选择开关拨到电阻挡位时,不用估读.
②.注意用有效数字来表示.
(3)档位选择
(2006重庆理综)
(1)用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值,根据图1所示的表盘,被测电阻阻值为Ω。
若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流,表盘仍如图1所示,则被测电流为mA。
题型2:
用多用表测电流(电压):
多用表可测量交、直流电流,也可测量交、直流电压,.测电流(电压)时,应将选择开关旋转到相应的电流(电压)挡,内部电路接通.此时应将红表笔接外电源正极、黑表笔接外电源负极.此时电流方向为:
红表笔流进,黑表笔流出.
关于多用电表的下列说法中,正确的是()
A、用多用电表测电压时,电流从红表笔流进多用电表
B、用多用电表测电阻时,电流从红表笔流出多用电表
C、用多用电表测电压时,电流从黑表笔流进多用电表
D、用多用电表测电阻时,电流从黑表笔流出多用电表
题型3:
用多用表欧姆档测量电阻
⑴.定机械零点
⑵.插红黑表笔
⑶.选欧姆档位
⑷.调欧姆零点
⑸.测电阻读值
⑹.拔表笔脱档.
用多用电表测电阻的注意事项
⑴测电阻时,待测电阻要跟别的元件和电源断开.不能用手接触表笔的金属杆.
⑵合理选择欧姆档的量程,使指针尽量指在表盘中间位置附近.若发现指针偏转角度过小,说明待测电阻阻值较大,应改选较大的档位.
⑶换欧姆档量程时,一定要重新进行电阻调零.
(2006天津理综)
(2)一多用电表的电阻档有三个倍率,分别是×1、×10、×100。
用×10档测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到_____档。
如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图,则该电阻的阻值是
Ω。
题型4设计测量多用表欧姆档内阻及欧姆表内电池电动势
实验方案:
①根据多用表欧姆档的内阻等于其中值电阻,利用电阻箱测之.
②利用“两次测量法”,根据闭合电路欧姆定律可求得内电池的电动势.
题型5:
用多用表、直流电源、定值电阻测多用电表直流档的内阻
(2003年江苏省高考试题)要测量一块多用电表直流10mA档的内阻RA(约为40Ω).此外,还有下列器材:
直流电源一个(电动势E约为1.5Ω,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R约为150Ω),电键一个,导线若干.要求:
⑴写出实验步骤;⑵给出RA的表达式.
题型6:
用多用表探索黑箱内的电学元件
(1)对于普通电阻,不必考虑哪一端接多用电表的红表笔,哪一端接黑表笔,测得阻值相同.
(2)对于具有单向导电性的二极管,情况就不再是这样.由于二极管具有正向导通、反向截止的特性,所以当黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极时,处于正向导通状态,欧姆表几乎满偏(正向电阻较小);反之,处于反向截止状态.
“黑正红负”——“导通”;
“黑负红正”——“截止”
(2007广东)卷实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。
课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。
他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。
他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流始终无示数。
请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。
(只需写出简要步骤)
探测黑箱的思路
例1“黑盒子”表面有a.b.c三个接线柱,盒内总共有两个电子元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件。
为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:
用电压挡,对任意两接线柱正.反向测量,指针不发生偏转第二步:
用电阻×1000挡,对任意两个接线柱正.反向测量,指针偏转情况如图1所示。
(1)第一步测量结果表明盒内______________________。
(2)图2出示了图1〔1〕和图1〔2〕中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是_______Ω,
图3示出了图1〔3〕中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是__________Ω。
(3)请在图4的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况。
(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。
如果把图5中e.f两端用导线直接相连,小灯泡仍可正常发光。
欲将e.f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光。
那么,e端应连接到__________接线柱,f端应连接到_______接线柱。
传感器的简单应用
例1某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现在器材:
直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表,待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻的随温度变化的特性,请你在图的实物图上连线.
(2)实验的主要步骤:
①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,,,断开开关;
③重复第②步操作若干次,测得多组数据.
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图10的R-t关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式:
R=+t(Ω)(保留3位有效数字)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 恒定 电流 复习 讲义 电学 实验