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人教版新高考物理一轮总复习--实验11 导体电阻率的测量课件PPT
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这是一份人教版新高考物理一轮总复习--实验11 导体电阻率的测量课件PPT，共56页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识落实，实验能力形成，巩固提升检测，不达标，83×103等内容，欢迎下载使用。
三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω)、电池组、开关、待测金属丝、导线若干。
4.把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置,检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流值和电压值并记录在表格中,断开开关S,求出金属丝电阻Rx的平均值。5.整理仪器。
七、注意事项1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,测量应该在金属丝连入电路之后在拉直的情况下进行,测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度。2.本实验中被测金属丝的电阻较小,故须采用电流表外接法。3.开关S闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大。4.电流不宜太大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大。5.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、滑动变阻器、待测金属丝、电流表连成干路,然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。
6.若采用图像法求电阻的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离线较远的点可以不予考虑。
【例1】 (2020·江西宜春上学期期末)某兴趣小组测定某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率,如图甲所示。(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d,这种物质表面镀了一层绝缘介质,其厚度不计,用游标卡尺测出带的宽度l、内径d1、外径d2(d≪d2-d1)。其中宽度l的读数如图乙所示,则宽度l=____________ mm。
(2)然后用伏安法测这根带的电阻,在带的两端引出两个接线柱,先用欧姆表粗测其电阻约为50 Ω,再将其接入测量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材。A.电源E(电动势为4 V,内阻约为0.5 Ω)B.电压表V(量程为15 V,内阻约为5 000 Ω)C.电流表A1(量程为300 mA,内阻约为2 Ω)D.电流表A2(量程为250 mA,内阻为2 Ω)E.滑动变阻器R1(总阻值为10 Ω)F.滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω)G.定值电阻R0=10 ΩH.开关和导线若干
①要更好地调节和较为精确地测定其电阻,则以上不必要的器材有____________(选填器材前面的字母)。 ②在方框内画出实验电路图。 ③若测出的电阻为R,则其电阻率为ρ=____________(用d、d1、d2、l、R表示)。
解析:(1)游标卡尺的读数为9 mm+8×0.1 mm=9.8 mm。(2)①由于电源电压为4 V,而电压表的量程为15 V,太大了,不利于读数,故电压表不需要;滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω)阻值偏大,不利于调节,产生误差较大,故不需要,所以不需要的器材为B、F。②将电流表A2与定值电阻R0串联改装成电压表,并将电流表A1外接,从而减小测量电流和电压的误差,同时采用滑动变阻器分压式接法,如图所示。
③若测出的电阻为R,则根据电阻定律可以得到
【例2】 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图甲所示的电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。
可供使用的器材有电流表(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω)电压表(量程3 V,内阻约9 kΩ)滑动变阻器R1(最大阻值5 Ω)滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω)定值电阻R0=3 Ω电源(电动势6 V,内阻可不计)开关、导线若干回答下列问题。(1)实验中滑动变阻器应选____________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至____________(选填“a”或“b”)端。
(2)在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。
丙(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为____________ V。 (4)导线实际长度为____________ m。(保留2位有效数字)
【例3】 用以下器材可测量电阻Rx的阻值。待测电阻Rx(阻值约为600 Ω)电源E(电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计)电压表V1(量程为0~500 mV,内阻r1=1 000 Ω)电压表V2(量程为0~6 V,内阻r2约为10 kΩ)电流表A(量程为0~0.6 A,内阻r3约为1 Ω)定值电阻R0=60 Ω滑动变阻器R(最大阻值为150 Ω)单刀单掷开关S一个,导线若干
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=____________,式中各符号的意义是______________________。(所有物理量用题中代表符号表示)
U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内阻,R0为定值电阻的阻值
【例4】 测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材。电池组E(电动势3 V,内阻不计)电流表A1(量程0~15 mA,内阻约为100 Ω)电流表A2(量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω)滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)电阻箱R2(阻值范围0~9 999 Ω,额定电流1 A)开关S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下列问题。(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表____________(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到____________ Ω,这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。
(2)在图中把测量Rx阻值的电路图画完整,并在图中标明器材代号。
(3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是____________ mA,电流表A2的示数是____________ μA,测得待测电阻Rx的阻值是____________ 。
3.用半偏法测电压表与电流表内阻(1)用“半偏法”测电流表的内阻。①测量原理:电路如图所示。②操作方法:第一步,闭合S1,调节R1,使电流表A指针满偏;第二步,闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A指针半偏,读出R2的值,则Rg=R2。
(2)用“半偏法”测电压表的内阻。①测量原理:电路如图所示。②操作方法:先使R1=0,让电压表V满偏;再调R1,使电压表V半偏,则RV=R1。③误差分析:当调节R1不为零时,电压表V和R1上分得的电压比R1为零时大一些,故电压表V示数为原来的一半时,R1上的电压比电压表V上电压大一些,由此可知R1>RV,所以测量结果偏大,要减小误差,应使滑动变阻器总电阻R≪RV。
【例5】 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下。待测电压表V(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干。
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。
(2)根据设计的电路,写出实验步骤:_____________________________。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV相比,RV'____________(选填“>”“=”或“<”)RV,主要理由是________________。
移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻。
断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,RV'>RV。
4.等效法测电阻方法一:电流等效替代实验步骤。(1)按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱连入电路的阻值R0。(4)此时R0与未知电阻Rx相等,即Rx=R0。
方法二:电压等效替代实验步骤。 (1)按如图所示电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,读出电阻箱连入电路的阻值R0。(4)此时R0与未知电阻Rx相等,即Rx=R0。
【例6】 (2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程150 mV);定值电阻R0(阻值为20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按上图连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,调节R2,使其阻值最大,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃,实验得到的R2-t数据见下表。
回答下列问题。(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到___________(选填“a”或“b”)端。
(2)在如图的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线。
(3)由图可得到RT在25~80 ℃范围内的温度特性,当t=44.0 ℃时,可得RT=____________Ω。
(4)将RT握于手心一段时间,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为____________Ω,则手心温度为____________℃。
解析:(1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线。(3)从R2-t曲线中可读出,t=44.0 ℃时,R2=450.0 Ω,所以RT=R2=450.0 Ω。(4)从R2-t曲线中找到纵坐标为620.0 Ω的点,其横坐标为33.0 ℃。
5.电桥法测电阻电桥法是测量电阻的一种特殊方法,其测量原理电路如图所示,调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,
【例7】 (2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图甲将图乙中的实物连线。
(2)完成下列填空。①R1的阻值为____________(选填“20”或“2 000”) Ω。 ②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图甲中滑动变阻器的_______(选填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置,最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势____________(选填“相等”或“不相等”)。 ④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω 时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为____________ Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:____________________。
调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程
1.(2020·江西南昌模拟)某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率,以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200 Ω·m)。图为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,容器内部长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm。他将水样注满容器后设计实验进行测量。(1)他用实验室中的下列器材来精确测量所取水样的电阻。A.电流表(量程5 mA,电阻RA=800 Ω)B.电压表(量程15 V,电阻RV约为10.0 kΩ)C.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A)D.电源(12 V,内阻约10 Ω)E.开关一只、导线若干
请用笔画线代替导线帮他在图中完成电路连接。
由于电流表内阻已知,电压表内阻未知,因此电流表应用内接法,由于滑动变阻器的总阻值为20 Ω,为了方便调节,所以滑动变阻器应用分压接法,电路图如图所示。
(2)正确连接电路后,这位同学闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量得出一系列数据如下表所示,请你在图中的坐标系中作出U-I关系图线。
(3)由U-I图线求出待测水样的电阻为_________________Ω,算出所测水样的电阻率,可以判断这一水样____________(选填“达标”或“不达标”)。
1 700(1 650~1 750)
2.(2020·海南卷)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),开关S,导线若干。回答下列问题。(1)实验中滑动变阻器应采用____________(选填“限流”或“分压”)接法。(2)将虚线框中的电路原理图补充完整。
(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在下图给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2-U1图像。
(4)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=____________ Ω。(结果保留三位有效数字) (5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在虚线框内画出你改进的电路图。
三、实验器材毫米刻度尺、螺旋测微器、直流电流表和直流电压表、滑动变阻器(阻值范围0~50 Ω)、电池组、开关、待测金属丝、导线若干。
4.把滑动变阻器调到接入电路中的电阻值最大的位置,检查无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流值和电压值并记录在表格中,断开开关S,求出金属丝电阻Rx的平均值。5.整理仪器。
七、注意事项1.为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,测量应该在金属丝连入电路之后在拉直的情况下进行,测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度。2.本实验中被测金属丝的电阻较小,故须采用电流表外接法。3.开关S闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大。4.电流不宜太大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大。5.实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、滑动变阻器、待测金属丝、电流表连成干路,然后再把电压表并联在待测金属丝的两端。
6.若采用图像法求电阻的平均值,在描点时,要尽量使各点间的距离大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离线较远的点可以不予考虑。
【例1】 (2020·江西宜春上学期期末)某兴趣小组测定某种带状卷成卷盘状的导电物质的电阻率,如图甲所示。(1)他们先用螺旋测微器测出带的厚度为d,这种物质表面镀了一层绝缘介质,其厚度不计,用游标卡尺测出带的宽度l、内径d1、外径d2(d≪d2-d1)。其中宽度l的读数如图乙所示,则宽度l=____________ mm。
(2)然后用伏安法测这根带的电阻,在带的两端引出两个接线柱,先用欧姆表粗测其电阻约为50 Ω,再将其接入测量电路。在实验室里他们找到了以下实验器材。A.电源E(电动势为4 V,内阻约为0.5 Ω)B.电压表V(量程为15 V,内阻约为5 000 Ω)C.电流表A1(量程为300 mA,内阻约为2 Ω)D.电流表A2(量程为250 mA,内阻为2 Ω)E.滑动变阻器R1(总阻值为10 Ω)F.滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω)G.定值电阻R0=10 ΩH.开关和导线若干
①要更好地调节和较为精确地测定其电阻,则以上不必要的器材有____________(选填器材前面的字母)。 ②在方框内画出实验电路图。 ③若测出的电阻为R,则其电阻率为ρ=____________(用d、d1、d2、l、R表示)。
解析:(1)游标卡尺的读数为9 mm+8×0.1 mm=9.8 mm。(2)①由于电源电压为4 V,而电压表的量程为15 V,太大了,不利于读数,故电压表不需要;滑动变阻器R2(总阻值为100 Ω)阻值偏大,不利于调节,产生误差较大,故不需要,所以不需要的器材为B、F。②将电流表A2与定值电阻R0串联改装成电压表,并将电流表A1外接,从而减小测量电流和电压的误差,同时采用滑动变阻器分压式接法,如图所示。
③若测出的电阻为R,则根据电阻定律可以得到
【例2】 实验室购买了一捆标称长度为100 m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度。该同学首先测得导线横截面积为1.0 mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图甲所示的电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度。
可供使用的器材有电流表(量程0.6 A,内阻约0.2 Ω)电压表(量程3 V,内阻约9 kΩ)滑动变阻器R1(最大阻值5 Ω)滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω)定值电阻R0=3 Ω电源(电动势6 V,内阻可不计)开关、导线若干回答下列问题。(1)实验中滑动变阻器应选____________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至____________(选填“a”或“b”)端。
(2)在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。
丙(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为____________ V。 (4)导线实际长度为____________ m。(保留2位有效数字)
【例3】 用以下器材可测量电阻Rx的阻值。待测电阻Rx(阻值约为600 Ω)电源E(电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计)电压表V1(量程为0~500 mV,内阻r1=1 000 Ω)电压表V2(量程为0~6 V,内阻r2约为10 kΩ)电流表A(量程为0~0.6 A,内阻r3约为1 Ω)定值电阻R0=60 Ω滑动变阻器R(最大阻值为150 Ω)单刀单掷开关S一个,导线若干
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量量计算Rx的表达式为Rx=____________,式中各符号的意义是______________________。(所有物理量用题中代表符号表示)
U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压表V1的内阻,R0为定值电阻的阻值
【例4】 测定一个待测电阻Rx的阻值(阻值约为200 Ω),实验室提供如下器材。电池组E(电动势3 V,内阻不计)电流表A1(量程0~15 mA,内阻约为100 Ω)电流表A2(量程0~300 μA,内阻为1 000 Ω)滑动变阻器R1(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)电阻箱R2(阻值范围0~9 999 Ω,额定电流1 A)开关S、导线若干要求实验中尽可能准确地测量Rx的阻值,请回答下列问题。(1)为了测量待测电阻两端的电压,可以将电流表____________(填写器材代号)与电阻箱串联,并将电阻箱阻值调到____________ Ω,这样可以改装成一个量程为3.0 V的电压表。
(2)在图中把测量Rx阻值的电路图画完整,并在图中标明器材代号。
(3)调节滑动变阻器R1,两表的示数如图所示,可读出电流表A1的示数是____________ mA,电流表A2的示数是____________ μA,测得待测电阻Rx的阻值是____________ 。
3.用半偏法测电压表与电流表内阻(1)用“半偏法”测电流表的内阻。①测量原理:电路如图所示。②操作方法:第一步,闭合S1,调节R1,使电流表A指针满偏;第二步,闭合S2,调节电阻箱R2,使电流表A指针半偏,读出R2的值,则Rg=R2。
(2)用“半偏法”测电压表的内阻。①测量原理:电路如图所示。②操作方法:先使R1=0,让电压表V满偏;再调R1,使电压表V半偏,则RV=R1。③误差分析:当调节R1不为零时,电压表V和R1上分得的电压比R1为零时大一些,故电压表V示数为原来的一半时,R1上的电压比电压表V上电压大一些,由此可知R1>RV,所以测量结果偏大,要减小误差,应使滑动变阻器总电阻R≪RV。
【例5】 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下。待测电压表V(量程3 V,内阻约为3 000 Ω),电阻箱R0(最大阻值为99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100 Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干。
(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。
(2)根据设计的电路,写出实验步骤:_____________________________。(3)将这种方法测出的电压表内阻记为RV',与电压表内阻的真实值RV相比,RV'____________(选填“>”“=”或“<”)RV,主要理由是________________。
移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在支路分压最小;闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;保持滑动变阻器滑片的位置不变,断开S2,调节电阻箱R0使电压表的指针半偏,读取电阻箱的电阻值,此即为测得的电压表内阻。
断开S2,调节电阻箱R0使电压表成半偏状态,电压表所在支路总电阻增大,分得的电压也增大,此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压,RV'>RV。
4.等效法测电阻方法一:电流等效替代实验步骤。(1)按如图所示的电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电流表指针指在适当的位置,记下此时电流表的示数为I。(3)断开开关S2,再闭合开关S3,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出电阻箱连入电路的阻值R0。(4)此时R0与未知电阻Rx相等,即Rx=R0。
方法二:电压等效替代实验步骤。 (1)按如图所示电路图连接好电路,并将电阻箱R0的阻值调至最大,滑动变阻器的滑片P置于a端。
(2)闭合开关S1、S2,调节滑片P,使电压表指针指在适当的位置,记下此时电压表的示数为U。(3)断开S2,再闭合S3,保持滑动变阻器滑片P的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数仍为U,读出电阻箱连入电路的阻值R0。(4)此时R0与未知电阻Rx相等,即Rx=R0。
【例6】 (2018·全国卷Ⅰ)某实验小组利用如图所示的电路探究在25~80 ℃范围内某热敏电阻的温度特性。所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25 ℃时的阻值)为900.0 Ω;电源E(6 V,内阻可忽略);电压表V(量程150 mV);定值电阻R0(阻值为20.0 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按上图连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0 ℃。将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0;保持R1的滑片位置不变,调节R2,使其阻值最大,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐渐降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0 ℃,实验得到的R2-t数据见下表。
回答下列问题。(1)在闭合S1前,图甲中R1的滑片应移动到___________(选填“a”或“b”)端。
(2)在如图的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并作出R2-t曲线。
(3)由图可得到RT在25~80 ℃范围内的温度特性,当t=44.0 ℃时,可得RT=____________Ω。
(4)将RT握于手心一段时间,手心温度下R2的相应读数如图丙所示,该读数为____________Ω,则手心温度为____________℃。
解析:(1)滑片在b端可以使R1的阻值全部接进电路,保证安全。(2)将(60.0,320.0)和(70.0,270.0)两个点画进图中并连出圆滑的R2-t曲线。(3)从R2-t曲线中可读出,t=44.0 ℃时,R2=450.0 Ω,所以RT=R2=450.0 Ω。(4)从R2-t曲线中找到纵坐标为620.0 Ω的点,其横坐标为33.0 ℃。
5.电桥法测电阻电桥法是测量电阻的一种特殊方法,其测量原理电路如图所示,调节电阻箱R3,当A、B两点的电势相等时,
【例7】 (2017·全国卷Ⅱ)某同学利用如图甲所示的电路测量一微安表(量程为100 μA,内阻大约为2 500 Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 Ω,另一个阻值为2 000 Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 Ω);电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。(1)按原理图甲将图乙中的实物连线。
(2)完成下列填空。①R1的阻值为____________(选填“20”或“2 000”) Ω。 ②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图甲中滑动变阻器的_______(选填“左”或“右”)端对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。③将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 Ω,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置,最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势____________(选填“相等”或“不相等”)。 ④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 Ω 时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为____________ Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议:____________________。
调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程
1.(2020·江西南昌模拟)某同学想测出学校附近一工厂排出废水的电阻率,以判断废水是否达到排放标准(一般工业废水电阻率的达标值为ρ≥200 Ω·m)。图为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为带有接线柱的金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,容器内部长a=40 cm,宽b=20 cm,高c=10 cm。他将水样注满容器后设计实验进行测量。(1)他用实验室中的下列器材来精确测量所取水样的电阻。A.电流表(量程5 mA,电阻RA=800 Ω)B.电压表(量程15 V,电阻RV约为10.0 kΩ)C.滑动变阻器(0~20 Ω,额定电流1 A)D.电源(12 V,内阻约10 Ω)E.开关一只、导线若干
请用笔画线代替导线帮他在图中完成电路连接。
由于电流表内阻已知,电压表内阻未知,因此电流表应用内接法,由于滑动变阻器的总阻值为20 Ω,为了方便调节,所以滑动变阻器应用分压接法,电路图如图所示。
(2)正确连接电路后,这位同学闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量得出一系列数据如下表所示,请你在图中的坐标系中作出U-I关系图线。
(3)由U-I图线求出待测水样的电阻为_________________Ω,算出所测水样的电阻率,可以判断这一水样____________(选填“达标”或“不达标”)。
1 700(1 650~1 750)
2.(2020·海南卷)在测量定值电阻阻值的实验中,提供的实验器材如下:电压表V1(量程3 V,内阻r1=3.0 kΩ),电压表V2(量程5 V,内阻r2=5.0 kΩ),滑动变阻器R(额定电流1.5 A,最大阻值100 Ω),待测定值电阻Rx,电源E(电动势6.0 V,内阻不计),开关S,导线若干。回答下列问题。(1)实验中滑动变阻器应采用____________(选填“限流”或“分压”)接法。(2)将虚线框中的电路原理图补充完整。
(3)根据下表中的实验数据(U1、U2分别为电压表V1、V2的示数),在下图给出的坐标纸上补齐数据点,并绘制U2-U1图像。
(4)由U2-U1图像得到待测定值电阻的阻值Rx=____________ Ω。(结果保留三位有效数字) (5)完成上述实验后,若要继续采用该实验原理测定另一个定值电阻Ry(阻值约为700 Ω)的阻值,在不额外增加器材的前提下,要求实验精度尽可能高,请在虚线框内画出你改进的电路图。
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