影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小。某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。
(1)他们应选用下图所示的哪个电路进行实验?答:
(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示。根据表中数据,判断元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
U/V |
0 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
1.20 |
1.50 |
1.60 |
I/A |
0 |
0.20 |
0.45 |
0.80 |
1.25 |
1.80 |
2.80 |
3.20 |
(10分)小明、小强共同设计了图甲所示的实验电路,电路中的各个器材元件的参数为:电池组(电动势约6 V,内阻r约3Ω)、电流表(量程2.0A,内阻rA=0.8Ω)、电阻箱R,(0~99.9Ω)、滑动变阻器R2(0~Rt)、开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。
(1)小明先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是:先将滑动变阻器滑片调到某位置,接着闭合S2、S,断开S1,读出电流表的示数I;再闭合S、Sl,断开S2,调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时,电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(2)小强接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。
①他的实验步骤为:
a.在闭合开关前,调节电阻R1或R2至 (选填“最大值”或“最小值”),之后闭合开关S,再闭合 (选填“S1”或“S2”);
b.调节电阻 (选填“R1”或"R2”),得到一系列电阻值R和电流I的数据;
c.断开开关,整理实验仪器。
②图乙是他根据实验数据绘出的1/I R图象,图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表 ,电源电动势
E= V,内阻r= Ω。(计算结果保留两位有效数字)。
如图(甲),一端带有定滑轮的水平放置的长木板上固定有A、B两个光电门,与通过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示小车所受的拉力。
(1)在探究“合外力一定,加速度与质量的关系”时,某同学在实验中得到的五组数据,为了更直观地描述物体的加速度跟其质量的关系,请你根据他的描点在图(乙)的坐标系中画出图象。若不计空气阻力及一切摩擦,则该图线斜率值表示的意义是 。
(2)如图(丙),将长木板的左端抬高,小车遮光片装在右侧,使小车从靠近光电门A处由静止开始运动,读出测力计的示数F及小车在两光电门之间的运动时间t,改变木板倾角,测得多组数据,据此数据得到的的图线如图(丁)。实验中测得两光电门的距离L=1.0m,砂和砂桶的总质量m1=0.5kg,则图线的斜率为 (计算结果保留两位有效数字);若小车与长木板间的摩擦不能忽略,则测得的图线斜率将 (选填“变大”、 “变小”或“不变”)
某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验,在实验中,该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力。
图1
①除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有 。
②为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中,下面做法必要的是 。
A.实验操作时要先放小车,后接通电源
B.在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.实验前对装置进行平衡摩擦力的操作时,需要在细线一端挂上空的砂桶
③如图2所示,为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系。已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量,另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来 。
图2
④在本实验中,对装置进行平衡摩擦力的操作后,砂、砂桶和小车组成的系统机械能是否守恒? _(填写“是”或“否”),理由是 。
(1)某同学通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线,可用的器材如下:电源(电动势为3 V,内阻为1 Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。(电压表和电流表均视为理想电表)
①在图甲中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(画在答题卷上)。
②开关闭合前变阻器的滑片应置于 端(填“左”或“右”)
③实验中得到了小灯泡的U-I图象如图乙所示,若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是 W。(计算结果保留2位有效数字)
某同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时,发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和R0的阻值。实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值。
图甲图乙
①他在同一坐标纸上分别作出U1-I、U2-I图线,如图乙所示,则U1-I图线是图中 (填A或B)。
②定值电阻R0的计算表达式是:R0= (用测得的U1、U2、I表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得R0值 (填“大于”“等于”或“小于”)实际值。
③若实验中没有电压表V1,你能测出的量是 ,若实验中没有电压表V2,你能测出的量是 。(填“电动势E”“内阻r”或“R0”)