第十一章 电路及其应用 章末复习 知识整合与能力提升(课件 学案)高中物理人教版(2019) 必修 第三册

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第十一章 电路及其应用 章末复习 知识整合与能力提升(课件 学案)高中物理人教版(2019) 必修 第三册

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章末复习 知识整合与能力提升
考点1 滑动变阻器的两种接法
1.两种接法的特点
限流式接法 分压式接法
电路图(图中R为测量电阻,R0为滑动变阻器) 滑动变阻器与测量电阻串联 滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后,再与滑动变阻器另一部分电阻串联
滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法
闭合开关前滑片位置 应在最左端,即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 应在最左端,即开始时R上分得的电压为0
R两端的电压范围 U~U 0~U
通过R的电流范围 ~ 0~
优点 电路连接简单,耗电少 R的电压调节范围大
2.两种接法的适用条件
(1) 限流式接法适合测量阻值较小的电阻(与滑动变阻器的总电阻相当).由于R小,限流式接法中滑动变阻器分得的电压大,移动滑片调节范围大.
(2) 分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大).若R很大,分压式接法中R几乎不影响电压的分配,移动滑片电压变化明显,便于调节.
(3) 以下几种情况必须采用分压式接法
①要求电压表能从0开始读数,要求电压(电流)测量范围尽可能大.
②当待测电阻R R0(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用).
③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流.
(4) 在两种接法均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单,能耗低.
 滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是( A )
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小
C.若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大
D.若将a、b两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大
解析:若将a、c两端连在电路中,滑动变阻器的左侧接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,A正确;若将a、d两端连在电路中,滑动变阻器的左侧接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,B错误;若将b、c两端连在电路中,滑动变阻器的右侧接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,C错误;若将a、b两端连在电路中,滑动变阻器的总阻值接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值恒定,D错误.
 如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路,A、B为分压器的输出端,电源输出电压U恒定.若把滑动变阻器的滑片放在滑动变阻器的中间,则下列说法中正确的是( A )
A.A、B间不接负载时输出电压UAB=
B.当A、B间接上负载R时,输出电压UAB>
C.负载电阻R越小,UAB越接近
D.接上负载后要使UAB=,则滑片P应向下移动
解析:滑片放在滑动变阻器的中间,则滑动变阻器的上半部分和下半部分的电阻相同,都为,A、B间不接负载时输出电压就是变阻器下半部分电阻两端的电压,上、下部分为串联,串联分压与电阻成正比,即UAB=,A正确;当A、B间接上负载R时,R与滑动变阻器下半部分的电阻是并联关系,此时并联部分的总电阻为R并=<,所以并联部分的电压小于滑动变阻器的上半部分的电压,即UAB<,B错误;负载电阻R越小,R与滑动变阻器下半部分电阻并联后的总电阻就越小,所以并联部分分到的电压就越小,当负载电阻趋近于0时,并联部分的总电阻也趋近于0,并联部分分到的电压也趋近于0,C错误;接上负载后并联部分总电阻为R并=<,UAB<,当滑片P向上移动时,滑动变阻器上半部分的电阻减小,下半部分的电阻增大,则并联部分的电阻也增大,这样才有可能使UAB=,D错误.
考点2 电流表的两种接法
1.电流表内外接法的比较
内接法 外接法
电路图
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
误差分析 R测== = Rx+RA>Rx R测== 适用情况 测大电阻 测小电阻
2.电流表内、外接的选择方法
(1) 直接比较法:当Rx RA时,采用内接法,当Rx RV时,采用外接法,可记忆为“大内小外”.
(2) 公式计算法
当<即Rx>时,采用内接法;当>即Rx<时,采用外接法;当Rx=时,两种接法效果相同.
(3) 试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别接a、b两点,观察两电表的示数变化:
若电流表的示数变化明显,即>,说明电压表的分流对电路影响大,表明Rx较大,应采用电流表内接法.反之,应采用电流表外接法.
 如图甲、乙所示是用伏安法测电阻的两种常用电路.下列说法中正确的是( D )
甲 乙
A.测量的误差与两个电表的内阻无关
B.用图甲所示电路测出的电阻值小于电阻的真实值
C.当待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用图甲所示电路测量的误差较小
D.当待测电阻阻值比电压表内阻小得极多时,用图乙所示电路测量的误差较小
解析:电流表和电压表连接在电路中,因为内阻的原因会分到电压和电流,对测量有影响,A错误;题图甲中由于电流表上有一定的电压,所以测得的电压比实际偏大,电流为实际值,可得测出的电阻值大于真实值,B错误;当待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用题图甲中接法,电流表上电压和待测电阻实际电压接近,电压表测得的待测电阻上的电压误差比较大,则结果误差较大,C错误;当待测电阻阻值比电压表内阻小得极多时,用题图乙中接法,电压表的分流效果很小,则电流表测得的电流基本等于通过待测电阻的电流,所以误差较小,D正确.
 在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示,若图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R1和R2,则__R1__(填“R1”或“R2”)更接近待测电阻的真实值;其中测量值R2__小于__(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.


解析:由=10,可知采用电流表内接法,电流表的分压作用较小,测量误差较小,即R1更接近真实值,若采用电流表外接法,电压表的分流作用较大,测量误差较大,即测量值R2小于真实值.
1.(山东卷)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量.实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16 V)
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)
电压表V(量程0~3 V,内阻未知)
电流表A(量程0~3 A,内阻未知)
待测铅笔芯R(X型号、Y型号)
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干.
回答以下问题:
(1) 使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为__2.450__mm.

(2) 把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到__1__(填“1”或“2”)端.

(3) 正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=__1.91__Ω(结果保留三位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω.

(4) 使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率__大于__(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率.
解析:(1) 根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2 mm+0.01×45.0 mm=2.450 mm.
(2) 由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端.
(3) 根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有RY==1.91 Ω.
(4) 根据电阻定律R=ρ,可得ρ=,两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知ρX>ρY.
2.(安徽卷)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示.电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流Ig=20 mA,内阻Rg=45 Ω,定值电阻R0=5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω.设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”.
甲 乙
(1) 测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔__短接__,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向__0__(填“0”或“∞”)刻度位置.
(2) 用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的__×10__(填“×1”或“×10”)挡.进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为__160__Ω.
(3) 该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致.为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(9 999 Ω)接在两表笔间,接着闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值.当电阻箱的阻值调为228 Ω时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA);当电阻箱的阻值调为88 Ω时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA).由测量数据计算出电源电动势为__2.8__V.(结果保留两位有效数字)
解析:(1) 测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置.
(2) 用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的“×10”挡;进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为16×10 Ω=160 Ω.
(3) 根据闭合电路欧姆定律E=I1(r+Rg+R阻),E=I2(r+Rg+R′阻),代入数据I1=10 mA,I2=20 mA,联立可得r=7 Ω,E=2.8 V.
3.(四川卷)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率.所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约1 m)
螺旋测微器
学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知)
米尺(量程0~100 cm)
滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)
电流表(量程0~30 mA,内阻较小)
开关S1、S2
导线若干
(1) 将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为__0.500__mm.
(2) 该小组采用限流电路,则图甲中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱__a__(填“a”或“b”)相连.闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于__左__(填“左”或“右”)端.

(3) 断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处.断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图乙所示,则该合金丝的电阻率为__1.3×10-6__Ω·m(取π=3.14,结果保留两位有效数字).

(4) 为减小实验误差,可采用的做法有__CD__(有多个正确选项).
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值
解析:(1) 该样品横截面直径的平均值为d= mm=0.500 mm.
(2) 由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连.
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,即最左端.
(3) 由题意可知,该合金丝的电阻为R=3.2 Ω
由电阻定律R=ρ及S=π可得ρ=
其中d=0.500 mm,l=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm
代入数据解得该合金丝的电阻率为ρ≈1.3×10-6 Ω·m.
(4) 根据电阻定律可知ρ=,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,故C、D正确.(共34张PPT)
第十一章
电路及其应用
章末复习 知识整合与能力提升
核心知识 整合建构
素养生成 综合应用
滑动变阻器的两种接法
1.两种接法的特点
考点
1
限流式接法 分压式接法
电路图(图中R为测量电阻,R0为滑动变阻器) 滑动变阻器与测量电阻串联
滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后,再与滑动变阻器另一部分电阻串联
滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法
限流式接法 分压式接法
闭合开关前滑片位置 应在最左端,即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大 应在最左端,即开始时R上分得的电压为0
R两端的电压范围 0~U
通过R的电流范围
优点 电路连接简单,耗电少 R的电压调节范围大
2.两种接法的适用条件
(1) 限流式接法适合测量阻值较小的电阻(与滑动变阻器的总电阻相当).由于R小,限流式接法中滑动变阻器分得的电压大,移动滑片调节范围大.
(2) 分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大).若R很大,分压式接法中R几乎不影响电压的分配,移动滑片电压变化明显,便于调节.
(3) 以下几种情况必须采用分压式接法
①要求电压表能从0开始读数,要求电压(电流)测量范围尽可能大.
②当待测电阻R R0(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用).
③若采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流.
(4) 在两种接法均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法电路简单,能耗低.
   滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是 (  )
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,
滑动变阻器接入电路的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小
C.若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大
D.若将a、b两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大
1
A
解析:若将a、c两端连在电路中,滑动变阻器的左侧接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,A正确;若将a、d两端连在电路中,滑动变阻器的左侧接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,B错误;若将b、c两端连在电路中,滑动变阻器的右侧接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,C错误;若将a、b两端连在电路中,滑动变阻器的总阻值接入电路,当滑片OP向右滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值恒定,D错误.
   如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路,A、B为分压器的输出端,电源输出电压U恒定.若把滑动变阻器的滑片放在滑动变阻器的中间,则下列说法中正确的是 (  )
A.A、B间不接负载时输出电压UAB=
B.当A、B间接上负载R时,输出电压UAB>
C.负载电阻R越小,UAB越接近
D.接上负载后要使UAB=,则滑片P应向下移动
A
1
解析:滑片放在滑动变阻器的中间,则滑动变阻器的上半部分和下半部分的电阻相同,都为,A、B间不接负载时输出电压就是变阻器下半部分电阻两端的电压,上、下部分为串联,串联分压与电阻成正比,即UAB=,A正确;当A、B间接上负载R时,R与滑动变阻器下半部分的电阻是并联关系,此时并联部分的总电阻为R并=<,所以并联部分的电压小于滑动变阻器的上半部分的电压,即UAB<,B错误;负载电阻R越小,R与滑动变阻器下半部分电阻并联后的总电阻就越小,所以并联部分分到的电压就越小,当负载电阻趋近于0时,并联部分的总电阻也趋近于0,并联部分分到的电压也趋近于0,C错误;
接上负载后并联部分总电阻为R并=<,UAB<,当滑片P向上移动时,滑动变阻器上半部分的电阻减小,下半部分的电阻增大,则并联部分的电阻也增大,这样才有可能使UAB=,D错误.
电流表的两种接法
1.电流表内外接法的比较
考点
2
内接法 外接法
电路图
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
误差分析
适用情况 测大电阻 测小电阻
2.电流表内、外接的选择方法
(1) 直接比较法:当Rx RA时,采用内接法,当Rx RV时,采用外接法,可记忆为“大内小外”.
(2) 公式计算法
当<即Rx>时,采用内接法;当>即Rx<时,采用外接法;当Rx=时,两种接法效果相同.
(3) 试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别接a、b两点,观察两电表的示数变化:
若电流表的示数变化明显,即>,说明电压表的分流对电路影响大,表明Rx较大,应采用电流表内接法.反之,应采用电流表外接法.
   如图甲、乙所示是用伏安法测电阻的两种常用电路.下列说法中正确的是 (  )
A.测量的误差与两个电表的内阻无关
B.用图甲所示电路测出的电阻值小于电阻的真实值
C.当待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用图甲所示电路测量的误差较小
D.当待测电阻阻值比电压表内阻小得极多时,用图乙所示电路测量的误差较小
3
D
解析:电流表和电压表连接在电路中,因为内阻的原因会分到电压和电流,对测量有影响,A错误;题图甲中由于电流表上有一定的电压,所以测得的电压比实际偏大,电流为实际值,可得测出的电阻值大于真实值,B错误;当待测电阻阻值与电流表内阻接近时,用题图甲中接法,电流表上电压和待测电阻实际电压接近,电压表测得的待测电阻上的电压误差比较大,则结果误差较大,C错误;当待测电阻阻值比电压表内阻小得极多时,用题图乙中接法,电压表的分流效果很小,则电流表测得的电流基本等于通过待测电阻的电流,所以误差较小,D正确.
   在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示,若图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R1和R2,则_____(填“R1”或“R2”)更接近待测电阻的真实值;其中测量值R2_______(填“大于”、“等于”或“小于”)真实值.
解析:由=10,可知采用电流表内接法,电流表的分压作用较小,测量误差较小,即R1更接近真实值,若采用电流表外接法,电压表的分流作用较大,测量误差较大,即测量值R2小于真实值.
4
R1
小于
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1.(山东卷)某学习小组对两种型号铅笔芯的电阻率进行测量.实验器材如下:
学生电源(输出电压0~16 V)
滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流2 A)
电压表V(量程0~3 V,内阻未知)
电流表A(量程0~3 A,内阻未知)
待测铅笔芯R(X型号、Y型号)
游标卡尺,螺旋测微器,开关S,单刀双掷开关K,导线若干.
解析:(1) 根据螺旋测微器的读数规则可知,其读数为d=2 mm+0.01×45.0 mm=2.450 mm.
回答以下问题:
(1) 使用螺旋测微器测量铅笔芯直径,某次测量结果如图甲所示,该读数为________mm.
2.450
解析:(2) 由于电压表示数变化更明显,说明电流表分压较多,因此电流表应采用外接法,即测量铅笔芯电阻时应将K掷到1端.
(2) 把待测铅笔芯接入图乙所示电路,闭合开关S后,将滑动变阻器滑片由最右端向左调节到合适位置,将单刀双掷开关K分别掷到1、2端,观察到电压表示数变化比电流表示数变化更明显,则测量铅笔芯电阻时应将K掷到____(填“1”或“2”)端.
1
解析:(3) 根据图丙的I-U图像,结合欧姆定律有RY==1.91 Ω.
(3) 正确连接电路,得到Y型号铅笔芯I-U图像如图丙所示,求得电阻RY=_______Ω(结果保留三位有效数字);采用同样方法得到X型号铅笔芯的电阻为1.70 Ω.
1.91
解析:(4) 根据电阻定律R=ρ,可得ρ=,两种材料的横截面积近似相等,分别代入数据可知ρX>ρY.
(4) 使用游标卡尺测得X、Y型号铅笔芯的长度分别为40.68 mm、60.78 mm,使用螺旋测微器测得X、Y型号铅笔芯直径近似相等,则X型号铅笔芯的电阻率_______(填“大于”或“小于”)Y型号铅笔芯的电阻率.
大于
2.(安徽卷)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表,其内部电路如图甲所示.电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V,内阻r未知),电流表G(表头)的满偏电流Ig=20 mA,内阻Rg=45 Ω,定值电阻R0=5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω.设计后表盘如图乙所示,中间刻度值为“15”.
解析:(1) 测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔短接,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向0刻度位置.
(1) 测量前,要进行欧姆调零:将滑动变阻器的阻值调至最大,闭合开关S1、S2,此时欧姆表处于“×1”挡,将红表笔与黑表笔_______,调节滑动变阻器的阻值,使指针指向____(填“0”或“∞”)刻度位置.
短接
0
解析:(2) 用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的“×10”挡;进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为16×10 Ω=160 Ω.
(2) 用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测,为减小测量误差,应选用欧姆表的_______(填“×1”或“×10”)挡.进行欧姆调零后,将电阻接在两表笔间,指针指向图乙中的虚线位置,则该电阻的测量值为______Ω.
×10
160
解析:(3) 根据闭合电路欧姆定律E=I1(r+Rg+R阻),E=I2(r+Rg+R′阻),代入数据I1=10 mA,I2=20 mA,联立可得r=7 Ω,E=2.8 V.
(3) 该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致.为了测出电源电动势,该同学先将电阻箱以最大阻值(9 999 Ω)接在两表笔间,接着闭合S1、断开S2,将滑动变阻器的阻值调到零,再调节电阻箱的阻值.当电阻箱的阻值调为228 Ω时,指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA);当电阻箱的阻值调为88 Ω时,指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA).由测量数据计算出电源电动势为______V.(结果保留两位有效数字)
2.8
3.(四川卷)某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率.所用实验器材有:
待测合金丝样品(长度约1 m)
螺旋测微器
学生电源E(电动势0.4 V,内阻未知)
米尺(量程0~100 cm)
滑动变阻器(最大阻值20 Ω)
电阻箱(阻值范围0~999.9 Ω)
电流表(量程0~30 mA,内阻较小)
开关S1、S2
导线若干
解析:(1) 该样品横截面直径的平均值为d= mm=0.500 mm.
(1) 将待测合金丝样品绷直固定于米尺上,将金属夹分别夹在样品20.00 cm和70.00 cm位置,用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径,读数分别为0.499 mm、0.498 mm和0.503 mm,则该样品横截面直径的平均值为________mm.
0.500
解析:(2) 由于滑动变阻器采用限流式接法,应将其串联接在电路中,故采用“一上一下”原则,即电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱a相连.
为了保护电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,即最左端.
(2) 该小组采用限流电路,则图甲中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱____(填“a”或“b”)相连.闭合开关前,滑动变阻器滑片应置于_____(填“左”或“右”)端.
a

解析:(3) 由题意可知,该合金丝的电阻为R=3.2 Ω
由电阻定律R=ρ及S=π可得ρ=
其中d=0.500 mm,l=70.00 cm-20.00 cm=50.00 cm
代入数据解得该合金丝的电阻率为ρ≈1.3×10-6 Ω·m.
(3) 断开S2、闭合S1,调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到15.0 mA刻度处.断开S1、闭合S2,保持滑动变阻器滑片位置不变,旋转电阻箱旋钮,使电流表指针仍指到15.0 mA处,此时电阻箱面板如图乙所示,则该合金丝的电阻率为_____________Ω·m(取π=3.14,结果保留两位有效数字).
1.3×10-6
CD
解析:(4) 根据电阻定律可知ρ=,则为了减小实验误差,可减小测合金丝电阻时的误差,选择更精确的电阻箱,或多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值,故C、D正确.
(4) 为减小实验误差,可采用的做法有_____(有多个正确选项).
A.换用内阻更小的电源
B.换用内阻更小的电流表
C.换用阻值范围为0~99.99 Ω的电阻箱
D.多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率,再求平均值

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