專題集訓(xùn)(二十)

電學(xué)實(shí)驗(yàn)1.測(cè)電阻有多種方法。(1)甲同學(xué)用多用電表測(cè)量一電阻的阻值,他選用電阻擋的倍率為“×100”,某次測(cè)量指針偏轉(zhuǎn)情況如圖1所示。該電阻的測(cè)量值為

Ω。如果用此多用電表測(cè)量一個(gè)阻值約為20kΩ的電阻,為了使測(cè)量結(jié)果比較精確,應(yīng)選用電阻擋的倍率為

(選填“×10”“×100”或“×1k”)。

1200×1k

(2)乙同學(xué)用“伏安法”測(cè)量電阻Rx的部分實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示。某次測(cè)量時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別為U和I,則電阻Rx的測(cè)量值可表示為

;已知電壓表的內(nèi)阻為RV,則電阻Rx的真實(shí)值可表示為

。

(3)丙同學(xué)用如圖3所示的電路測(cè)量電流計(jì)的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)電路,調(diào)節(jié)滑片P使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大;②將S1閉合、S2斷開(kāi),調(diào)節(jié)R1,使電流計(jì)滿偏:③閉合S2,保持R1不變,調(diào)節(jié)電阻箱電阻,當(dāng)電阻箱阻值為R0時(shí),電流計(jì)剛好半偏。則電流計(jì)內(nèi)阻的測(cè)量值為

;測(cè)量值與真實(shí)值相比

(選填“偏小”或“偏大”)。

R0

偏小(4)丁同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路測(cè)未知電阻Rx。將Rx與另外兩個(gè)已知阻值的定值電阻R1、R2和電阻箱R3相連接,M、N兩點(diǎn)接檢流計(jì)(可以檢測(cè)微小電流)。閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使檢流計(jì)示數(shù)為0,此時(shí)通過(guò)R1與Rx、R2與R3電流相等。則待測(cè)電阻Rx=

。

2.某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量一個(gè)未知電阻的阻值,進(jìn)行了如下操作步驟:(1)先用多用電表粗測(cè)電阻,歐姆表的電路簡(jiǎn)圖如圖甲所示,將

(選填“紅表筆”或“黑表筆”)插入a插孔,將另一表筆插入b插孔。

黑表筆(2)將選擇開(kāi)關(guān)撥至“×10”擋,進(jìn)行歐姆調(diào)零后,將兩表筆接待測(cè)電阻兩端,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,此時(shí)應(yīng)選

(選填“×1”“×10”或“×100”)擋,重新進(jìn)行測(cè)量,按照正確的操作后,示數(shù)如圖乙所示,該電阻的阻值為

Ω。

(3)再采用如圖丙所示的電路精確測(cè)量該電阻Rx的阻值。閉合開(kāi)關(guān),將滑動(dòng)變阻器滑片置于合適位置。調(diào)節(jié)R3,當(dāng)靈敏電流計(jì)G中的電流為

(選填“滿偏”“半偏”或“0”)時(shí),電阻箱R3的讀數(shù)為1080.0Ω。

(4)已知定值電阻R1=30.0Ω,R2=50.0Ω,計(jì)算出Rx=

Ω。

×100190001800.0

3.某興趣小組修復(fù)一個(gè)電流表,實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:(1)拆開(kāi)電流表,取出表頭G,發(fā)現(xiàn)表頭完好無(wú)損,用標(biāo)準(zhǔn)電表測(cè)出表頭G滿偏電流為3mA。(2)測(cè)量表頭G的內(nèi)阻:按照如圖1所示電路圖連接電路,閉合開(kāi)關(guān)前,滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到

(填“a端”或“b端”),先閉合開(kāi)關(guān)S1,調(diào)節(jié)

,直至表頭G指針滿偏;再閉合開(kāi)關(guān)S2,保持滑動(dòng)變阻器阻值不變,僅調(diào)節(jié)電阻箱阻值,直至表頭G示數(shù)為滿偏示數(shù)的一半,此時(shí)電阻箱的示數(shù)如圖2所示,則表頭G的內(nèi)阻為

Ω。

a端滑動(dòng)變阻器10(3)電流表內(nèi)部電路設(shè)計(jì)如圖3所示,其中R1=15Ω,R3=0.10Ω,但R2已損壞,請(qǐng)根據(jù)電流表3A的量程,推算損壞之前R2=

Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)選取相應(yīng)的電阻替換R2,重新安裝好電表。由于步驟(2)測(cè)電阻存在一定的誤差,則該修復(fù)后的電表測(cè)量出的電流值比實(shí)際值

。(填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)

0.025

偏小

4.導(dǎo)電漆是將金屬粉末添加于特定樹(shù)脂原料中制作而成的能導(dǎo)電的噴涂油漆?，F(xiàn)有一根用導(dǎo)電漆制成的截面為正方形的細(xì)長(zhǎng)樣品(固態(tài)),某同學(xué)欲測(cè)量其電阻率,設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路圖,實(shí)驗(yàn)步驟如下:a.測(cè)得樣品截面的邊長(zhǎng)a=0.20cm;b.將平行排列的四根金屬探針甲、乙、丙、丁與樣品接觸,其中甲、乙、丁位置固定,丙可在乙、丁間左右移動(dòng);c.將丙調(diào)節(jié)至某位置,測(cè)量丙和某探針之間的距離L;d.閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值,使電流表示數(shù)I=0.40A,讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S;e.改變丙的位置,重復(fù)步驟c、d,測(cè)量多組L和U,作出U-L圖像如圖(b)所示,得到直線的斜率k?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)L是丙到

(填“甲”“乙”或“丁”)的距離;

(2)寫(xiě)出電阻率的表達(dá)式ρ=

(用k、a、I表示);

(3)根據(jù)圖像計(jì)算出該樣品的電阻率ρ=

Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。

乙

5.小明同學(xué)在學(xué)習(xí)電容器的充放電特性后,利用電容器的充放電過(guò)程設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的延時(shí)開(kāi)關(guān)電路,用于控制電路的通斷時(shí)間,實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。實(shí)驗(yàn)器材:電源(電動(dòng)勢(shì)分別為E1、E2,內(nèi)阻為零),電容器C、可調(diào)電阻R、二極管D、小燈泡L、開(kāi)關(guān)S1、電磁繼電器(線圈通電后會(huì)吸住上方金屬片使觸點(diǎn)S2閉合從而控制燈泡電路),導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟:①按圖連接電路,閉合開(kāi)關(guān)S1,電容器充電。觸點(diǎn)S2逐漸吸合,小燈泡L亮起。②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1,電容器通過(guò)電磁繼電器的線圈放電。觀察觸點(diǎn)S2是否斷開(kāi)以及小燈泡L的亮滅情況。通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)操作,完成以下問(wèn)題:(1)開(kāi)關(guān)S1閉合時(shí),下列描述正確的是

。

A.充電電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針B.電容器電壓隨時(shí)間非線性增大,最終為E1C.充電電流隨時(shí)間線性減小,最終為0D.充電結(jié)束后,可調(diào)電阻上的電壓不為0B(2)開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)后,電容器放電。當(dāng)電容器電壓下降到某一閾值U時(shí),電磁繼電器停止工作,觸點(diǎn)S2斷開(kāi)。若電容器的電容為C,從S1斷開(kāi)到S2斷開(kāi)過(guò)程中,電容器放出的電荷量為

(用題中的符號(hào)表示)。

(3)在保證電磁繼電器正常工作前提下,放電回路中可調(diào)電阻的電阻越

(填“大”或“小”),延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)。

大

6.車輛運(yùn)輸中若存在超載現(xiàn)象,將帶來(lái)安全隱患。由普通水泥和導(dǎo)電材料混合制成的導(dǎo)電水泥,可以用于監(jiān)測(cè)道路超載問(wèn)題。某小組對(duì)此進(jìn)行探究。(1)選擇一塊均勻的長(zhǎng)方體導(dǎo)電水泥塊樣品,用多用電表粗測(cè)其電阻。將多用電表選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”擋,正確操作后,指針位置如圖1所示,則讀數(shù)為

Ω。

8000(2)進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度,使用伏安法測(cè)量水泥塊電阻,電源E電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻可忽略,電壓表量程0~6V,內(nèi)阻約10kΩ,電流表程0~600μA,內(nèi)阻約100Ω。實(shí)驗(yàn)中要求滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,在圖2中完成余下導(dǎo)線的連接。(3)如圖2,測(cè)量水泥塊的長(zhǎng)為a,寬為b,高為c。用伏安法測(cè)得水泥塊電阻為R,則電阻率ρ=

(用R、a、b、c表示)。

(2)見(jiàn)解析

(4)測(cè)得不同壓力F下的電阻R,算出對(duì)應(yīng)的電阻率ρ,作出ρ-F圖像如圖3所示。(5)基于以上結(jié)論,設(shè)計(jì)壓力報(bào)警系統(tǒng),電路如圖4所示。報(bào)警器在兩端電壓大于或等于3V時(shí)啟動(dòng),R1為水泥塊,R2為滑動(dòng)變阻器,當(dāng)R2的滑片處于