自来水电阻率的测定.docx
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1、自来水电阻率的测定第4讲试验测定金属的电阻率 第4讲试验测定金属的电阻率 1.在“测定金属的电阻率”的试验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图748所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5,先用伏安法测出金属丝的电阻Rx,然后依据电阻定律计算出该金属材料的电阻率图748(1)从图748中读出金属丝的直径为_mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材:A电压表03V,内阻10kB电压表015V,内阻50kC电流表00.6A,内阻0.05D电流表03A,内阻0.01E滑动变阻器,010F滑动变阻器,0100要求较精确地测出其阻值,电压表应选_,电流表应选_,
2、滑动变阻器应选_(填序号)试验中实物接线如图749所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误图749错误1_错误2_解析:(1)金属丝的直径为d0.5mm17.90.01mm0.679mm.(2)电流表和电压表指针偏转大时测量误差小,所以电压表选A,电流表选C,滑动变阻器限流式限制电路时,其阻值为待测电阻的25倍为好,所以选E.本题难度中等答案:(1)0.679(0.6770.681mm均可)(2)ACE错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2:采纳了电流表内接法2一位电工师傅为测量某电线厂生产的铜芯电线的电阻率,他截取了一段长为L的电线,并测得其直径为D,用多用电表测其电阻发觉阻值小于1.
3、为提高测量的精度,他从图7410器材中选择了一些元件,设计了一个电路,重新测量这段导线(下图中用Rx表示)的电阻图7410A电源E:电动势为3.0V,内阻不计B电压表V1:量程为03.0V,内阻约为2kC电压表V2:量程为015.0V,内阻约为6kD电流表A1:量程为00.6A,内阻约为1E电流表A2:量程为03.0A,内阻约为0.1F滑动变阻器R1:最大阻值5,额定电流2.0AG滑动变阻器R2:最大阻值1k,额定电流1.0AH开关S一个,导线若干(1)试验时电压表选_;电流表选_;滑动变阻器选_(填元件符号)(2)请设计合理的测量电路,把电路图画在作图框中,在图中表明元件符号(3)在实物图中
4、用笔画线替代导线连接元件(4)某次测量时,电压表示数为U,电流表示数为I,则该铜芯电线材料的电阻率的表达式为_.答案:(1)BEF(2)见下图(3)见下图(4)UD24IL 3.在“测定金属的电阻率”的试验中,须要用刻度尺测出被测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx.用电流表和电压表测金属丝的电阻时,由于电压表、电流表内阻的影响,不论运用电流表内接法还是电流表外接法,都会产生系统误差按如图7411所示的电路进行测量,可以消退由于电表内阻造成的系统误差利用该电路进行试验的主要操作过程是:第一步:先将R2的滑动触头调到最左端,单刀双掷开关S2向1闭合
5、,闭合开关S1,调整滑动变阻器R1和R2,使电压表和电流表的示数尽量大些(不超过量程),读出此时电压表和电流表的示数U1、I1.其次步:保持两滑动变阻器的滑动触头位置不变,将单刀双掷开关S2向2闭合,读出此时电压表和电流表的示数U2、I2.请写出由以上记录数据计算被测电阻的表达式Rx_.图7411解析:第一步对应的等效电路如图(甲)所示则RxRAR1U1I1(甲)(乙)其次步对应的等效电路如图(乙)所示则RAR1U2I2,由以上两式求得:RxU1I1U2I2.答案:U1I1U2I24某探讨性学习小组设计了如图7412图(1)所示的电路,用来探讨稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系图中E为直流电源,K
6、为开关,K1为单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱图7412(1)试验时,闭合K之前应将R的滑片P置于_(填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置_(填“1”或“2”)(2)在肯定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度改变的两条曲线如图(2)所示(不计由于通电导致的化学改变)试验中Rx的通电面积为20cm2,长度为20cm,用内接法测得Rx的阻值是3500,则其电阻率为_m.由图中对应曲线_(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为_%(结果保留两位有效数字)解析:对于分压式电路,闭合电键K前要使测量电路电压
7、最小,所以滑动变阻器滑片P应当置于D.电键K1置于1时,电压表干脆接在待测电阻两端,属于电流表外接法由电阻定律RxL/S可得电阻率RxS/L35m.因为内接法测得的电阻较大,电阻率也较大由图中曲线1可知电阻率为35m对应的溶液浓度约为0.012.答案:(1)D1(2)3510.011至0.014间的数据皆可 高考物理试验测定金属的电阻率复习教案 试验7测定金属的电阻率(测电阻)1(20xx全国2卷23).(13分)如图,一热敏电阻RT放在控温容器M内:A为毫安表,量程6mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9;S为开关。已知RT在95时阻值
8、为150,在20时的阻值约为550。现要求在降温过程中测量在9520之间的多个温度下RT的阻值。(1)在图中画出连线,完成试验原理电路图(2)完成下列试验步骤中的填空依照试验原理电路图连线调整控温容器M内的温度,使得RT温度为95将电阻箱调到适当的初值,以保证仪器平安闭合开关。调整电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录。将RT的温度降为T1(20T195);调整电阻箱,使得电流表的读数,记录。温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=。逐步降低T1的数值,直至20为止;在每一温度下重复步骤【答案】(1)电路图如图:(2)d、电阻箱的读数e、仍为电阻箱的读数为f、【解析】(1)由于本试验只有一个可以用来
9、测量或视察的电流表,所以应当用“替代法”的思维考虑用电流表视察保证电路的电阻不变,因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95和20的阻值是已知的,所以热敏电阻的初始温度为95,则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150加电阻箱的初值之和不变。假如热敏电阻的初始温度为20,则电流表示数不变时,电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550加电阻箱的初值之和不变,则可以测量随意温度下的电阻。(2)试验步骤为:a、依照试验原理电路图连线b、调整控温电容M内的温度,使得的温度为95c、将电阻箱调到适当的初值,保证仪器平安d、闭合开关,调整电阻箱,记录电流表的示数,并记录
10、电阻箱的初值e、将的温度降低为,调整电阻箱,使得电流表的读数仍为,记录电阻箱的读数为f、温度为时,热敏电阻的电阻值g、将的温度渐渐降低直到为止,在每一温度下重复步骤e-f2(20xx全国新课标卷23).(11分)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻,在给定温度范围内,其阻值随温度的改变是非线性的.某同学将和两个适当的固定电阻、连成图1虚线框内所示的电路,以使该电路的等效电阻的阻值随所处环境温度的改变近似为线性的,且具有合适的阻值范围.为了验证这个设计,他采纳伏安法测量在不同温度下的阻值,测量电路如图1所示,图中的电压表内阻很大.的测量结果如表l所示.回答下列问题(1)依据图1所示的电路,在
11、图2所示的实物图上连线.(2)为了检验与t之间近似为线性关系,在坐标纸上作-t关系图线(3)在某一温度下,电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为_,电压表的读数为_.此时等效电阻的阻值为_:热敏电阻所处环境的温度约为_.答案:(1)如图所示(2)如图所示(3)115.0mA,5.00V,43.5,64.0【解析】(1)依据电路图连接实物。(2)依据数据描出点,作出直线。(3),比照图找出相应的温度为64.0。3(20xx福建卷19(3)(6分)如图所示是一些打算用来测量待测电阻阻值的试验器材,器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能削减测量误差,试验要求测量时电表的读
12、数大于其量程的一半,而且调整滑动变阻器能使电表读数有较明显的改变。请用实线代表导线,在所给的试验器材图中选择若干合适的器材,连成满意要求的测量阻值的电路。【解析】(3)本小题属于难题,要精确答题就须要对试验原理(伏安法、变阻器接法)、误差分析有深刻理解。由于待测电阻约1000,滑动变阻器最大电阻为100,要使电表读数发生改变,滑动变阻器必需运用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时,流过的电流约为,明显不能用电流表来测电流,而应当把其中一个电压表V1当电流表来运用。依据比值法简单推断出待测电阻是大电阻,伏安法应运用内接法。4(20xx山东卷23(2)在测定金属电阻率的试验中,某同学连接电
13、路如图所示。闭合电键后,发觉电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至档(填“欧姆100”“直流电压10V”或“直流电流25mA”),再将(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是、。【答案】(2)待测金属丝;直流电压10V,红,0,E,E。52022上海物理卷第15题为了测量一个阻值较大的末知电阻,某同学运用了干电池(1.5V),毫安表
14、(1mA),电阻箱(0-9999),电键,导线等器材。该同学设计的试验电路如图(a)所示,试验时,将电阻箱阻值置于最大,断开K2,闭合K1,减小电阻箱的阻值,使电流表的示数为I11.00mA,记录电流强度值;然后保持电阻箱阻值不变,断开K1,闭合K2,此时电流表示数为I10.80mA,记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为_。经分析,该同学认为上述方案中电源电动势的值可能与标称值不一样,因此会造成误差。为避开电源对试验结果的影响,又设计了如图(b)所示的试验电路,试验过程如下:第11题图 断开K1,闭合K2,此时电流表指针处于某一位置,记录相应的电流值,其大小为I;断开K2,闭合K1,调整电
15、阻箱的阻值,使电流表的示数为_,记录此时电阻箱的阻值,其大小为R0。由此可测出Rx_。 5答案:3.75,I,R0,【解析】解:对(a)图,断开K2,闭合K1时,有,得,断开K1,闭合K2时,有,得。对(b)图,断开K1,闭合K2时,有,断开K2,闭合K1时,调整电阻箱的阻值为时,使电流表的示数仍为I,有,得。点评:本题考查测电阻的原理。前者是伏安法,应用的不是部分电路欧姆定律,而是全电路欧姆定律。后者是比较法,在电源电动势不变且电流相等的条件下,这就避开了在计算电阻的过程中用到电动势E值,可克服电源电动势的值可能与标称值不一样的问题。62022江苏物理卷第9题、某同学欲采纳如图所示的电路完成
16、相关试验。图中电流表的量程为0.6,内阻约0.1;电压表的量程为,内阻约k;为小量程电流表;电源电动势约,内阻较小,下列电路中正确的是6答案:AB【解析】(A)图,伏安法测电阻,两表量程能满意要求,因电压表的内阻足够大,可用电流表外接法,所以正确;(B)图,测电源的电动势和内电阻,采纳电流表外接法(对电源来说是外接),是适当的,因为假如电流表内接,则所测的电源的内阻为电源与电流表的内阻之和,而电流表内阻较大(与电源内阻比),所以正确;(C)图,描绘小灯泡的伏安特性曲线,因为滑动变阻器用了限流器接法,不能测多组数据作图,所以错误;(D)半偏法测电流表内阻,要用电阻箱读数,滑动变阻器不能担当此任,
17、所以错误。本题选A、B。点评:本题是传统的内容,也是重点,但考法奇妙,用选择题的形式考试验题的内容,一题多考,即一道题考了4个试验,是学问密集型试题。72022江苏物理卷第12题、要描绘某电学元件(最大电流不超过m,最大电压不超过)的伏安特性曲线,设计电路如图,图中定值电阻为,用于限流;电流表量程为m,内阻约为;电压表(未画出)量程为,内阻约为;电源电动势为,内阻不计。()试验时有两个滑动变阻器可供选择:a、阻值到,额定电流.b、阻值到,额定电流.A本试验应选的滑动变阻器是(填“a”或“b”)()正确接线后,测得数据如下表().003.006.006.166.286.326.366.386.3
18、96.40(m)0.000.000.000.060.501.002.003.004.005.50a)依据以上数据,电压表是并联在与_之间的(填“”或“”)b)依据以上数据,画出该元件的伏安特性曲线。(3)画出待测元件两端电压随间电压改变的示意图为(无需数值) 7答案:(1)a(2)a)Pb)如图 (3)如图【解析】(1)如用a,滑动变阻器的电流约为,如用b,滑动变阻器的电流约为,超过滑动变阻器的额定电流,所以选用a(2)a)因为待测元件的电阻很大(最小为第组数据求得的),电压表内阻()与之比较不是很大,而电流表内阻()与之比较确很小,所以要用电流表内接法,因此可推断电压表是并联在与P之间的b)
19、如图(用描点作图法)(3)为进一步探讨,求出有关数据填表如下12345678910UMO(V)=U+I0003006006160362816325637639564164275UMN(V)=U+I00030060062267873283693810391190用电子计算机Excel作图如上图点评:描绘电学元件(非线性元件)的伏安特性曲线,不是教科书中的试验,但用的是教科书中学过的方法(伏安法),要解决的也是教科书中讲过的问题(电流表的内接、外接问题)但是,给出的不是待测电阻的已知范围(象以前的考试那样),而要通过自己视察和计算才能求出,所以,对于试验,不要死记硬背,重在懂得原理,驾驭方法,学会
20、仪器,举一反三,更重要的是,要重视探究性试验。82022广东物理1卷第13题(1)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法探讨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45。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有肯定量的冷水,其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽视)、直流电流表(内阻约1)、直流电压表(内阻约5k)、滑动变阻器(020)、开关、导线若干。 在图(a)的方框中画出试验电路图,要求测量误差尽可能小。依据电路图,在图(b)的实物图上连线。简要写出完成接线后的主要试验步骤1)、往保温杯中加
21、入热水,稍等读出温度值。2)、.3)、重复,测出不同温度下的数据。4)、.(2)广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器,是利用热敏电阻随温度改变而改变的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E=9.0V,内电阻不行忽视;C为内阻不计的灵敏电流表;R0为爱护电阻;R为热敏电阻,其电阻值与温度改变关系如图乙的R-t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=;闭合电键S,当R的温度等于40时,电流表示数I1=2.25mA,则当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻R的温度是_摄氏度。 8【答案】13(1)如图所示连线图略、往保温杯中加入热水,稍等读出温度值。、调整R,快速测出多
22、组I,U值。、重复,测出不同温度下的数据。、绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。(2)R=1.87510-2t+4.25120【解析】(1)因为热敏电阻的阻值(常温下约5)与直流电流表内阻(1)差不多而比直流电压表内阻(5k)小得多,所以用电流表外接法,为了多次测量以便列表做图象,所以滑动变阻器接成分压器。(2)因为图象是直线,用斜截式求热敏电阻R与摄氏温度t的关系,设为,则依据时,(此处易误读为,要当心),得,再依据时,得,所以得R与t的关系为R=1.87510-2t+4.25。从图甲,有,从图乙读出,当时,代入得,可求出,又有,解得,查图乙得。点评:本题两问中的热敏电阻是不同的,两问考查的
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