为了测量一节干电池的电动势和内阻,某实验小组按图实-7-16甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数接近1.5 V且几乎不变,直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值,出现上述情况的原因是__________________________.改进方法是____________________________.改进后,测出几组电流、电压的数值,并画出如图乙所示的图象,由图象可知,这个电池的电动势为E=________V,内阻r=________ Ω.
.在测量一节干电池电动势和内阻的实验中,某学生采用了如图所示实验器材连接,请指出该学生在接线中错误和不规范的做法.
(1)________________________________________________________________________;
(2)________________________________________________________________________;
(3)________________________________________________________________________;
(4)________________________________________________________________________.
如图实甲所示,电压表V1、V2串联接入电路中时,示数分别为6 V和4 V,当只有电压表V2接入电路中时,如图实-7-14乙所示,示数为9 V,电源的电动势为( )
A.9.8 V B.10 V C.10.8 V D.11.2 V
【解析】:设电源的电动势和内阻分别为E和r,电压表V2的内阻为R2,根据闭合电路欧姆定律,对图甲和图乙分别有:E=6+4+r,E=9+r,解得:E=10.8 V.故只有选项C正确.
有一根圆台状匀质合金棒如图实-5-27甲所示,某同学猜测其电阻的大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关.他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L.图乙中游标卡尺(游标尺上有20
个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如图丙所示(相关器材的参数已在图中标出).该合金棒
的电阻约为几个欧姆.图中有一处连接不当的导线是________.(用标注在导线旁的数字
表示)
(3)改正电路后,通过实验测得合金棒的电阻R=6.72 Ω,根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为Rd=13.3 Ω、RD=3.38 Ω.他发现:在误差允许范围内,电阻R满足R2=Rd·RD,由此推断该圆台状合金棒的电阻R=________.(用ρ、L、d、D表示)
【解析】:(1)首先确定游标卡尺的精度为20分度,即为0.05 mm,然后以毫米为单位从主尺上读出整毫米数99.00 mm,注意小数点后的有效数字要与精度一样,再从游标尺上找出对的最齐一根刻线,精度×格数=0.05×8 mm=0.40 mm,最后两者相加,根据题目单位要求换算为需要的数据,99.00 mm+0.40 mm=99.40 mm=9.940 cm.
(2)本实验为测定一个几欧姆的电阻,在用伏安法测量其两端的电压和通过电阻的电流时,因为安培表的内阻较小,为了减小误差,应用安培表外接法,⑥线的连接使用的是安培表内接法.
在“探究决定导线电阻的因素”的实验中,待测金属丝的电阻Rx约为5 Ω,实验室备有下列实验器材:
A.电压表 (量程0~3 V,内阻约为15 kΩ)
B.电压表 (量程0~15 V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表 (量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω)
D.电流表 (量程0~0.6 A,内阻约为1 Ω)
E.变阻器R1(0~100 Ω,0.6 A)
F.变阻器R2(0~2000 Ω,0.1 A)
G.电池组E(电动势为3 V,内阻约为0.3 Ω)
H.开关 S,导线若干
(1)为减小实验误差,应选用的实验器材有____________________(填代号).
(2)为减小实验误差,应选用图实-5-24中________[填(a)或(b)]为该实验的电路原理图,
并按所选择的电路原理图把图实-5-25中的实物图用线连接起来.
(3)若用毫米刻度尺测得金属丝长度为60.00 cm,用螺旋测微器测得金属丝的直径及两电
表的示数如图所示,则金属丝的直径为__________mm,电阻值为________Ω.
【解析】
(3)从螺旋测微器可以读出金属丝的直径为0.635 mm,从电压表可以读出电阻两端电压
为1.20 V,从电流表可以读出流过电阻的电流为0.50 A,被测电阻的阻值为Rx== Ω
\=2.4 Ω
某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻的实验中,根据同一组数据进行正确描点后,甲、乙两位同学根据自己的理解各作出一条图线,如图甲、乙所示,根据你对实验的理解,你认为________同学的图线正确,根据你选择的图线算出该金属丝的电阻为________Ω.(保留两位有效数字)
【解析】:当金属丝两端电压为零时,通过的电流也为零,因此图线必过原点,故甲同学的图线正确;在甲同学画的图线上距原点较远的地方取一个点,其坐标值为(0.4 A,1.52 V),故金属丝电阻为:R== Ω=3.8 Ω.