2019高中物理高三复习备考
高考物理电学实验题汇编(含答案解析)
1.某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃~80℃范围内某热敏电阻的温度特性,所用器材有:置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻RT,其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω;电源E(6V,内阻可忽略);电压表(量程150mV);定值电阻R0(阻值20.0Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω);电阻箱R2(阻值范围0~999.9Ω);单刀开关S1,单刀双掷开关S2。
实验时,先按图(a)连接好电路,再将温控室的温度t升至80.0℃.将S2与1端接通,闭合S1,调节R1的滑片位置,使电压表读数为某一值U0:保持R1的滑片位置不变,将R2置于最大值,将S2与2端接通,调节R2,使电压表读数仍为U0;断开S1,记下此时R2的读数。逐步降低温控室的温度t,得到相应温度下R2的阻值,直至温度降到25.0℃,实验得到的R2﹣t数据见表。
t/℃ | 25.0 | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
R2/Ω | 900.0 | 680.0 | 500.0 | 390.0 | 320.0 | 270.0 | 240.0 |
回答下列问题:
(1)在闭合S1前,图(a)中R1的滑片应移动到 (填“a”或“b”)端;
(2)在图(b)的坐标纸上补齐数据表中所给数据点,并做出R2﹣t曲线;
(3)由图(b)可得到RT在25℃~80℃范围内的温度特性,当t=44.0℃时,可得RT= Ω;
(4)将RT握于手心,手心温度下R2的相应读数如图(c)所示,该读数为 Ω,则手心温度为 ℃。
2.某同学利用图(a)中的电路测量电流表Ⓐ的内阻RA(约为5Ω)和直流电源的电动势E(约为10V)。图中R1和R2为电阻箱,S1和S2为开关。已知电流表的量程为100mA,直流电源的内阻为r。
(1)断开S2,闭合S1,调节R1的阻值,使Ⓐ满偏;保持R1的阻值不变,闭合S2,调节R2,当R2的阻值为4.8Ω时Ⓐ的示数为48.0mA.忽略S2闭合后电路中总电阻的变化,经计算得RA= Q;(保留2位有效数字)
(2)保持S1闭合,断开S2,多次改变R1的阻值,并记录电流表的相应示数。若某次R1的示数如图(b)所示,则此次R1的阻值为 Ω;
(3)利用记录的R1的阻值和相应的电流表示数I,作出I﹣1﹣R1图线,如图(c)所示。用电池的电动势E、内阻r和电流表内阻RA表示I﹣1随R1变化的关系式为I﹣1= 。利用图(c)可求得E= V.(保留2位有效数字)
3.某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:
小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A)
电压表V(量程3V,内阻3kΩ)
电流表A(量程0.5A,内阻0.5Ω)
固定电阻R0(阻值1000Ω)
滑动变阻器R(阻值0~9.0Ω)
电源E(电动势5V,内阻不计)
开关S;导线若干。
(1)实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。
由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻 (填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)用另一电源E0(电动势4V,内阻1.00Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路图,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为 W,最大功率为 W.(结果均保留2位小数)
4.某探究性学习小组利用如图1所示的电路测量电池的电动势和内阻.其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻.
①按图示电路进行连接后,发现aa′、bb′和cc′三条导线中,混进了一条内部断开的导线.为了确定哪一条导线内部是断开的,将电键S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量a、a′间电压,若读数不为零,则一定是 导线断开;若读数为零,则一定是 导线断开.
②排除故障后,该小组顺利完成实验.通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如图2.由I1﹣I2图象得到的电池的电动势E= V,内阻r= Ω.
5.一课外实验小组用如图所示的电路测量某待测电阻Rx的阻值,图中R0为标准定值电阻(R0=20.0Ω);可视为理想电压表;S1为单刀开关,S2为单刀双掷开关;E为电源;R为滑动变阻器。采用如下步骤完成实验:
(1)按照实验原理线路图(a),将图(b)中实物连线;
(2)将滑动变阻器滑动端置于适当的位置,闭合S1;
(3)将开关S2掷于1端,改变滑动变阻器滑动端的位置,记下此时电压表的示数U1;然后将S2掷于2端,记下此时电压表的示数U2;
(4)待测电阻阻值的表达式Rx= (用R0、U1、U2表示);
(5)重复步骤(3),得到如下数据:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
U1/V | 0.25 | 0.30 | 0.36 | 0.40 | 0.44 |
U2/V | 0.86 | 1.03 | 1.22 | 1.36 | 1.49 |
3.44 | 3.43 | 3.39 | 3.40 | 3.39 | |
(6)利用上述5次测量所得的平均值,求得Rx= Ω.(保留1位小数)
6.一同学测量某干电池的电动势和内阻。
(1)图1所示是该同学正准备接入最后一根导线(图中虚线所示)时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。
(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:
R/Ω | 8.0 | 7.0 | 6.0 | 5.0 | 4.0 |
I/A | 0.15 | 0.17 | 0.19 | 0.22 | 0.26 |
/A﹣1 | 6.7 | 6.0 | 5.3 | 4.5 | 3.8 |
根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R﹣关系图象。
由图象可计算出该干电池的电动势为 V;内阻为 Ω。
(3)为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱,当电流表的示数为0.33A时,电压表的指针位置如图2所示,则该干电池的电动势应为 V;内阻应为 Ω。
7.(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,必须要选用的是 (多选)
A、有闭合铁芯的原副线圈
B、无铁芯的原副线圈
C、交流电源
D、直流电源
E、多用电表(交流电压档)
F、多用电表(交流电流档)
用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器,实验测量数据如表:
Ua/V | 1.80 | 2.80 | 3.80 | 4.90 |
Ub/V | 4.00 | 6.01 | 8.02 | 9.98 |
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 (填na或nb)
(2)用如图1所示的装置做“探究感应电流方向的规律”实验,磁铁从靠近线圈的上方静止下落,当磁体运动到如图所示的位置时,流过线圈的感应电流方向从 (填“a到b”或“b到a”).在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图象(图2)应该是 .
8.小明用电学方法测量电线的长度,首先,小明测得电线铜芯的直径为1.00mm,估计其长度不超过50m(已知铜的电阻率为1.75×10﹣8Ω•m)。
现有如下实验器材:①量程为3V、内阻为3kΩ的电压表;②量程为0.6A,内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为0~20Ω的滑动变阻器;④内阻可以忽略,输出电压为3V的电源;⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻,开关和导线若干。
小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表示数从0 开始增加,当示数为0.50时,电压表示数如图1所示,度数为 V,根据小明测量的信息,图2中P点应该 (选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),Q点应该 (选填“接a”、“接b”、“接c”或“不接”),小明测得的电线长度为 m。
9.某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100μA,内阻大约为2500Ω)的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1,R2(其中一个阻值为20Ω,另一个阻值为2000Ω);电阻箱Rz(最大阻值为99999.9Ω);电源E(电动势约为1.5V);单刀开关S1和S2.C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。
(1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。
(2)完成下列填空:
①R1的阻值为 Ω(填“20”或“2000”)
②为了保护微安表,开始时将R1的滑片C滑到接近图(a)中的滑动变阻器的 端(填“左”或“右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。
③将电阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω,接通S1.将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的位置、最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等”或“不相等”)
④将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2601.0Ω时,在接通S2前后,微安表的示数也保持不变。待微安表的内阻为 Ω(结果保留到个位)。
(3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。
10.某同学用伏安法测量待测电阻的阻值。现有器材为:
待测电阻R(阻值约为5Ω)
电源(电动势3V)
滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
电流表(量程0.6A,3A
电压表(量程3V,15V)
开关,导线若干。
实验要求在测量电路中将电流表外接,滑动变阻器起限流作用。回答下列问题:
(1)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图。
(2)若已按实验要求接线,闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终约为3V,电流表的示数始终接近0.写出产生这种现象的一个原因: 。
(3)在连线正确后,闭合开关。电压表和电流表的示数分别如图(b)和图(c)所示。由图可知,电压表读数为 V,电流表读数为 A.由此可得待测电阻的阻值为 Ω(结果保留3位有效数字)。
11.图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别于两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡。
(1)图(a)中的A端与 (填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是 (填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2= Ω,R4= Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为 ;若此时B端是与“3”相连的,则读数为 ;若此时B端是与“5”相连的,则读数为 。(结果均保留3为有效数字)
12.用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:
待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。
实验主要步骤:
(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(ⅲ)在图2中,以U为纵坐标,I为横坐标,做U﹣I图线(U、I都用国际单位);
(ⅳ)求出U﹣I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用 ;电流表最好选用 。
A.电压表(0~3V,内阻约15kΩ)
B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(0~200mA,内阻约2Ω)
D.电流表(0~30mA,内阻约2Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是 。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E= ,r= ,代入数值可得E和r的测量值。
13.某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图1所示,继电器与热敏电阻R1、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约为20Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如表所示
t/℃ | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
R1/Ω | 199.5 | 145.4 | 108.1 | 81.8 | 62.9 | 49.1 |
(1)提供的实验器材有:电源E1(3V,内阻不计)、电源E2(6V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200Ω)、滑动变阻器R2(0~500Ω)、热敏电阻Rt,继电器、电阻箱(0~999.9Ω)、开关S、导线若干.
为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制,电源E应选用 (选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用 (选填“R1”或“R2”).
(2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图2所示的选择开关旋至 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)
(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在图1中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针 (选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针 (选填“偏转”或“不偏转”).
(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是 .(填写各步骤前的序号)
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关,将电阻箱从电路中移除
④合上开关,调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1Ω
14.某同学想要描绘标有“3.8V 0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:
电压表V1(0~3V,内阻等于3kΩ)
电压表V2(0~15V,内阻等于15kΩ)
电流表A1(0~200mA,内阻等于10Ω)
电流表A2(0~3A,内阻等于0.1Ω)
滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流0.5A)
定值电阻R3(阻值等于1Ω)
定值电阻R4(阻值等于10Ω)
定值电阻R5(阻值等于1kΩ)
电源E(E=6V,内阻不计)
①请在方框中画出实验电路图,并将各元件字母代码标在元件的符号旁;
②该同学描绘出的I﹣U图象应是图中的 .
15.某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ),直流电源E(电动势3V)。开关1个,导线若干。
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器使电压表满偏;
④保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00V,记下电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)。
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为 Ω(结果保留到个位)。
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为 (填正确答案标号)。
A.100μA B.250μA C.500μA D.1mA。
16.某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表.采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R1,其阻值约为5Ω.
(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接 (填a或b)、导线②连接 (填c或d).
(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为 Ω.
U/V | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 | 2.40 |
I/A | 0.09 | 0.19 | 0.27 | 0.35 | 0.44 | 0.53 |
(3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若测R2的阻值,则最优的连线应选 (填选项).
A.①连接a,②连接c B.①连接a,②连接d
C.①连接b,②连接c D.①连接b,②连接d.
17.某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为100μA,表头上标记的内阻值为900Ω.R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3V.则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1= Ω,R2= Ω,R3= Ω。
(2)用量程为3V,内阻为2500Ω的标准电压表对改装表3V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50Ω和5kΩ.为了方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近 (填“M”或“N”)端。
(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值 (填“大于”或“小于”)900Ω。
18.现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过IC时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节,已知U约为18V,IC约为10mA;流过报警器的电流超过20mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,在60℃时阻值为650.0Ω。
(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线。
(2)在电路中应选用滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一定的阻值,根据实验要求,这一阻值为 Ω;滑动变阻器的滑片应置于 (填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是 。
②将开关向 (填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至 。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
19.小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10Ω,R随t的升高而增大.实验电路如图1所示,控温箱用以调节金属电阻的温值.
实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,….然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的实数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,….
(1)有以下两电流表,实验电路中应选用 .
(A)量程0~100mA,内阻约2Ω
(B)量程0~0.6A,内阻可忽略
(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9Ω调节至10.0Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是 .
①将旋钮a由“0”旋转至“1”
②将旋钮b由“9”旋转至“0”
③将旋钮c由“9”旋转至“0”
(3)实验记录的t和R的数据见下表“
温度t(℃) | 20.0 | 40.0 | 60.0 | 80.0 | 100.0 |
阻值R(Ω) | 9.6 | 10.4 | 11.1 | 12.1 | 12.8 |
请根据表中数据,在图2作出R﹣t图象.
由图线求得R随t的变化关系为R= .
20.“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示.
(1)(单选题)该实验描绘的是 .
(A)两个等量同种电荷周围的等势线
(B)两个等量异种电荷周围的等势线
(C)两个不等量同种电荷周围的等势线
(D)两个不等量异种电荷周围的等势线
(2)(单选题)实验操作时,需在平整的木板上依次铺放 .
(A)导电纸、复写纸、白纸
(B)白纸、导电纸、复写纸
(C)导电纸、白纸、复写纸
(D)白纸、复写纸、导电纸
(3)若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点(f、d连线与A、B连线垂直)时,示数小于零.为使示数为零,应保持红色探针与d点接触,而将黑色探针 (选填:“向左”或“向右”)移动.
21.在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中
(1)(多选题)用多用电测电流或电阻的过程中正确的是
(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零
(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零
(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测
(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测
(2)测量时多用电表指针指在如图所示位置.若选择开关处于“10V”挡,其读数为 V;若选择开关处于“×10”挡,其读数 200Ω(选填:“大于”,“等于”或“小于”).
22.图(a)为某同学改装和校准毫安表的电路图,其中虚线框内是毫安表的改装电路。
(1)已知毫安表表头的内阻为100Ω,满偏电流为1mA;R1和R2为阻值固定的电阻。若使用a和b两个接线柱,电表量程为3mA;若使用a和c两个接线柱,电表量程为10mA.由题给条件和数据,可以求出R1= Ω,R2= Ω。
(2)现用一量程为3mA、内阻为150Ω的标准电流表A对改装电表的3mA档进行校准,校准时需选取的刻度为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA.电池的电动势为1.5V,内阻忽略不计;定值电阻R0有两种规格,阻值分别为300Ω和1000Ω;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为750Ω和3000Ω.则R0应选用阻值为 Ω的电阻,R应选用最大阻值为 Ω的滑动变阻器。
(3)若电阻R1和R2中有一个因损坏而阻值变为无穷大,利用图(b)的电路可以判断出损坏的电阻。图(b)中的R′为保护电阻,虚线框内未画出的电路即为图(a)虚线框的电路。则图中的d点应和接线柱 (填“b”或“c”)相连。判断依据是 。
23.小明利用如图1所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻.
(1)图1中电流表的示数为 A
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下:
U(V) | 1.45 | 1.36 | 1.27 | 1.16 | 1.06 |
I(A) | 0.12 | 0.20 | 0.28 | 0.36 | 0.44 |
请根据表中的数据,在图2上作出U﹣I图线.
由图线求得:电动势E= V;内阻r= Ω.
(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合,其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为 .
24.如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图.电流表满偏电流0.5mA、内阻10Ω;电池电动势1.5V、内阻1Ω;变阻器R0阻值0﹣5000Ω.
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V刻度的,当电池的电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω时仍可调零.调零后R0阻值将变 (选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300Ω,则这个电阻的真实值是 Ω.
(2)若该欧姆表换了一个电动势为1.5V,内阻为10Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”).
25.一毫安表头满偏电流为9.90mA,内阻约为300Ω.要求将此毫安表头改装成量程为1A的电流表,其电路原理如图1所示.图中,是量程为2A的标准电流表,R0为电阻箱,R为滑动变阻器,S为开关,E为电源.
(1)完成下列实验步骤:
①将图2虚线框内的实物图按电路原理图连线;
②将滑动变阻器的滑动头调至 端(填“a”或“b”),电阻箱R0的阻值调至零;
③合上开关;
④调节滑动变阻器的滑动头,增大回路中的电流,
使标准电流表读数为1A;
⑤调节电阻箱R0的阻值,使毫安表指针接近满偏,此时标准电流表的读数会 (填“增大”、“减小”或“不变”);
⑥多次重复步骤④⑤,直至标准电流表的读数为 ,同时毫安表指针满偏.
(2)回答下列问题:
①在完成全部实验步骤后,电阻箱使用阻值的读数为3.1Ω,由此可知毫安表头的内阻为 .
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流,电流表指针半偏,此时流过电阻箱的电流为 A.
⑧对于按照以上步骤改装后的电流表,写出一个可能影响它的准确程度的因素: .
26.图为一正在测量中的多用电表表盘。
(1)如果是用×10Ω档测量电阻,则读数为 Ω。
(2)如果是用直流10mA档测量电流,则读数为 mA。
(3)如果是用直流5V档测量电压,则读数为 V。
27.检测一个标称值为5Ω的滑动变阻器。可供使用的器材如下:
A.待测滑动变阻器Rx,全电阻约5Ω(电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数)
B.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
C.电流表A2,量程3A,内阻约0.12Ω
D.电压表V1,量程15V,内阻约15kΩ
E.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ
F.滑动变阻器R,全电阻约20Ω
G.直流电源E,电动势3V,内阻不计
H.游标卡尺
I.毫米刻度尺
J.电键S、导线若干
(1)用伏安法测定Rx的全电阻值,所选电流表 (填“A1”或“A2”),所选电压表为 (填“V1”或“V2”)。
(2)画出测量电路的原理图,并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路。
28.(1)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究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4~5Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,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、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、开关、导线若干。
①在图(a)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小。
②根据电路图,在图(b)的实物图上连线。
③简要写出完成接线后的主要实验步骤
1)往保温杯中加入热水,稍等读出温度值。
2) ;
3)重复①,②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变化而变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E=9.0V,内电阻不可忽略;C为内阻不计的灵敏电流表;R0为保护电阻;R为热敏电阻,其电阻值与温度变化关系如图乙的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。
29.为了测量一个阻值较大的未知电阻,某同学使用了干电池(1.5V),毫安表(1mA),电阻箱(0﹣9999Ω),电键,导线等器材。该同学设计的实验电路如图(a)所示,实验时,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I1=1.00mA,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I1=0.80mA,记录电流强度值。由此可得被测电阻的阻值为 Ω。
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致,因此会造成误差。为避免电源对实验结果的影响,又设计了如图(b)所示的实验电路,实验过程如下:
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,调节电阻箱的阻值,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= 。
30.用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900~1000Ω):
电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0V;
电压表V1,量程为1.5V,内阻r1=750Ω;
电压表V2,量程为5V,内阻r2=2500Ω;
滑线变阻器R,最大阻值约为100Ω;
单刀单掷开关K,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
(2)根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.
(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= .
31.实验室中现有器材如实物图1所示,有:电池E,电动势约10V,内阻约1Ω;电流表A1,量程10A,内阻r1约为0.2Ω;电流表A2,量程300mA,内阻r2约为5Ω;电流表A3,量程250mA,内阻r3约为5Ω;电阻箱R1,最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω;滑线变阻器R2,最大阻值100Ω;开关S;导线若干。要求用图2所示的电路测定图中电流表A的内阻。
(1)在所给的三个电流表中,哪几个可用此电路精确测出其内阻 ?
(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象,在实物图上连成测量电路。
(3)你要读出的物理量是 。用这些物理量表示待测内阻的计算公式是 。
32.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
器材(代号) | 规格 |
电流表(A1) | 量程10mA、内阻r1待测(约40Ω) |
电流表(A2) | 量程500μA、内阻r2=750Ω |
电压表(V) | 量程10V、内阻r3=10kΩ |
电阻(R1) | 阻值约为100Ω |
滑动变阻器(R2) | 总阻值约为50Ω |
电源(E) | 电动势1.5V、内阻很小 |
开关(S2)、电线若干 | |
(1)在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= ,式中各符号的意义是: 。
33.某同学设想运用如图甲所示的实验电路,测量未知电阻Rx的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势,实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。
①为了测量未知电阻Rx的阻值,他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至 (填“最大”或“最小”),然后闭合开关K1,将开关K2拨至1位置,调节R2使电流表A有明显读数I0;接着将开关K2拨至2位置。保持R2不变,调节R1,当调节R1=34.2Ω时,电流表A读数仍为I0,则该未知电阻的阻值Rx=
Ω。
②为了测量电流表A的内阻RA和电源(内阻忽略不计)的电动势E,他将R1的阻值调到R1=1.5Ω,R2调到最大,将开关K2调至2位置,闭合开关K1;然后多次调节R2,并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I;最后根据记录的数据,他画出了如图乙所示的图象;利用图象中的数据可求得,电流表A的内阻RA= Ω,电源(内阻忽略不计)的电动势E= V。
34.现有一个阻值大约为20Ω的电阻,为了更精确地测量其电阻,实验室给出了以下器材:
①电流表G1(0~50mA,内阻r1=3Ω)
②电流表G2(0~100mA,内阻r2=1Ω)
③定值电阻R1(R1=150Ω)
④定值电阻R2(R2=15Ω)
⑤滑动变阻器R(0~5Ω)
⑥干电池(1.5V,内阻不计)
⑦开关S及导线若干
(1)某同学设计了如图甲所示的电路图,其中A、B一个为被测电阻、一个为定值电阻,请问图中电阻为被测电阻 (填“A”或“B”),定值电阻应选 (填“R1”或“R2”)
(2)若某次测得电流表G1、G2的示数分别为I1、I2.则被测电阻的大小为 (用已知和测量物理量的符号表示)
(3)若通过调节滑动变阻器,该同学测得多组I1、I2的实验数据,根据实验数据做出I1、I2的图象如图乙所示,并求得图象的斜率k=1.85,则被测电阻的大小为 Ω(保留三位有效数字)。
35.在“测定直流电动机的效率”实验中,用如图1所示的实物图测定一个额定电压U=6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
(1)请根据实物连接图在图2方框中画出相应的电路图(电动机用表示)
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电动机的电流I/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 2.5 | 2.5 |
所提重物的重力Mg/N | 0.8 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 6.5 | 7.0 |
重物上升时间t/s | 1.40 | 1.65 | 2.20 | 2.76 | ∞ | ∞ |
(3)在第5次实验中,电动机的输出功率是 ;可估算出电动机线圈的电阻为 Ω。
(4)从前4次的实验数据可以得出:UI mg(填“>”、“<”或“=”)。
36.某探究小组准备用图(甲)所示电路测量某电源的电动势和内阻,实验器材如下:
待测电源(电动势约2V)
电阻箱R(最大阻值为99.99Ω)
定值电阻R0(阻值为2.0Ω)
定值电阻R1(阻值为4.5kΩ)
电流表G(量程为400μA,内阻Rg=500Ω)
开关S,导线若干。
(1)图甲中将定值电阻R1和电流表G串联,相当于把电流表G改装成了一个量程为 V的电压表。
(2)闭合开关,多次调节电阻箱,并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I;
(3)分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻,则和的关系式为 (用题中字母表示);
(4)以为纵坐标,为横坐标,探究小组作出﹣的图象如图(乙)所示。根据该图象求得电源的内阻r=0.50Ω,则其电动势E= V(计算结果保留两位小数)。
(5)该实验测得的电动势E测与真实值E真相比,理论上E测 E真.(填“>”“<”或“=”)
37.如图甲为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为20Ω的电阻,测量步骤如下:
(1)调节 ,使电表指针停在指针对准 的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(2)将选择开关旋转到“Ω”档的 位置。(填“×1”、“×10”、“×100”或“×1k”)
(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔,并将两表笔短接,调节 ,使电表指针对准 的“0”刻线(填“电阻”或“电流”)。
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为 Ω。
(5)测量完毕,将选择开关旋转到“OFF”位置。
38.LED绿色照明技术已经走进我们的生活。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同。
实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为0至50mA,内阻RA1约为3Ω)
B.电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
C.定值电阻R1=697Ω
D.定值电阻R2=1985Ω
E.滑动变阻器R(0至20Ω)一只
F.电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
G.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
F.开关S一只
(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为 ,电表2为 ,定值电阻为 。(填写器材前的字母编号)
(2)将采用的电路图补充完整。
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx= (填字母),当表达式中的 (填字母)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作时电阻。
39.国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω•m.某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动.实验器材还有:电源(电动势约为3V,内阻可忽略),电压表V1(量程为3V,内阻很大),电压表V2(量程为3V,内阻很大),定值电阻R1(阻值4kΩ),定值电阻R2(阻值2kΩ),电阻箱R(最大阻值9 999Ω),单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺.
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
F.断开S,整理好器材.
如果用游标卡尺测玻璃管内径d=30.00mm,则:
(1)玻璃管内水柱的电阻Rx的表达式为:Rx= (用R1、R2、R表示).
(2)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图乙所示的R﹣关系图象.自来水的电阻率ρ= Ω•m(保留两位有效数字).
(3)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将 (填“偏大”“不变”或“偏小”).
40.某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验中:
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图(甲)所示,可知其长度为 mm;
(2)用多用电表的欧姆挡粗测该圆柱体的电阻Rx的阻值在90Ω左右,现要测量其阻值,实验室提供如下器材:
A.电流表A1(量程50mA、内阻约1Ω)
B.电流表A2(量程200mA、内阻约为0.2Ω)
C.电流表A3(量程0.6A、内阻约为0.1Ω)
D.定值电阻R0=30Ω
E.滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)
F.电源E(电动势为4V)
G.开关S、导线若干
①某同学设计了一个测量电阻Rx的实验电路,如图乙所示。为保证测量时M、N两电表读数均不小于其量程的,M、N两处的电流表应分别选用:M为 ,N为 (均选填“A1”、“A2”或“A3”)。
②若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx= 。
③考虑本次测量存在一定的系统误差,所以测量值比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
参考答案与试题解析
1.
【分析】(1)根据实验原理图以及实验安全性要求可明确滑片对应的位置;
(2)根据描点法可得出对应的图象如图所示;
(3)根据作出的图象进行分析,由图可找出对应的电阻值;
(4)根据电阻箱的读数方法可明确对应的电阻值,再根据图象确定对应的温度。
【解答】解:(1)由图可知,滑动变阻器采用限流接法,实验开始时应让电路中电流最小,所以滑动变阻器接入电阻应为最大,故开始时滑片应移动到b端;
(2)根据描点法可得出对应的图象如图所示;
(3)由图b可知,当t=44.0℃时,对应在的坐标约为450Ω;可得:RT=450Ω;
(4)根据电阻箱的读数方法可知,电阻箱的读数为:6×100+2×10=620.0Ω,由图可知对应的温度为33.0℃;
故答案为:(1)b;(2)如图所示;(3)450.0(440.0﹣460.0);(4)620.0;33.0。
【点评】本题考查电学中描绘图象和应用图象的能力,只需要明确图象的基本性质即可正确解答,是历年高考电学实验中较为简单的一题。
2.
【分析】(1)根据题意应用并联电路特点与欧姆定律求出电流表内阻。
(2)电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数。
(3)根据电路图应用闭合电路欧姆定律求出表达式,然后根据图示图象求出电源电动势。
【解答】解:(1)由题意可知,干电路电流不变为:Ig=100mA,流过电阻箱的电流:I2=Ig﹣IA=100mA﹣48mA=52mA,
电流表内阻:RA====5.2Ω;
(2)由图(b)所示可知,电阻箱阻值为:1×100Ω+4×10Ω+8×1Ω+2×0.1Ω=148.2Ω;
(3)断开S2、闭合S1,由图示电路图可知,电源电动势:E=I(r+R1+RA),则:=R1+,
﹣R1图象的斜率:k==,解得:E≈9.3V;
故答案为:(1)5.2;(2)148.2; (3)R1+;9.3。
【点评】电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数,要掌握常用器材的使用及读数方法;根据题意分析清楚电路结构、应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式是解题的关键。
3.
【分析】(1)明确实验原理,根据实验中给出的仪器分析滑动变阻器以及电流表接法;
(2)根据I﹣U图象的性质进行分析,明确电阻随电流变化的规律,从而明确电阻率的变化情况;
(3)分析滑动变阻器接入电阻的变化,作出等效电源的伏安特性曲线,得出对应的电流值和电压值,从而明确灯泡功率的极值。
【解答】解:(1)因本实验需要电流从零开始调节,因此应采用滑动变阻器分压接法;因灯泡内阻与电流表内阻接近,故应采用电流表外接法;另外为了扩大电压表量程,应用R0和电压表串联,故原理图如图所示;
(2)I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数,由图可知,图象的斜率随电压的增大而减小,故说明电阻随电流的增大而增大;其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大;
(3)当滑动变阻器阻值全部接入时,灯泡的功率最小,将R等效为电源内阻,则电源电动势为4V,等效内阻为10Ω;则有:U=4﹣10I;作出电源的伏安特性曲线如图a中实线所示;由图可知,灯泡电压为U=1.8V,电流I=230mA=0.23A,则最小功率P=UI=1.8×0.23=0.41W;
当滑动变阻器接入电阻为零时,灯泡消耗的功率最大;此时电源的内阻为1.0Ω,作出电源的伏安特性曲线如图a中虚线所示;如图a可知,此时电压为3.70V,电流为320mA=0.32A;则可知最大功率Pmax=U'I'=3.70×0.32=1.18W。
故答案为:(1)如图所示;(2)增大;增大;(3)0.41;1.18。
【点评】本题考查灯泡伏安特性曲线的描绘实验,要注意明确实验原理,知道实验中数据分析的基本方法,注意在分析功率时只能根据图象进行分析求解,不能利用欧姆定律进行分析。
4.
【分析】通过多用电表的电压示数是否为零,结合电路分析确定哪根导线断开.
根据闭合电路欧姆定律以及串并联电路的特点,得出两电流的表达式,结合图线的斜率和截距求出电动势和内阻的大小.
【解答】解:①将电建S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,可知cc′不断开,再测量a、a′间电压,若读数不为零,可知bb′间不断开,则一定是aa′间断开.若aa′间电压为零,则bb导线断开.
②根据串并联电路的特点,结合闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir,
则有:E=I1(R1+r1)+I2(R0+r),
可知I1=,纵轴截距
解得:E=1.4V,
图线斜率的绝对值为:,解得r≈0.5Ω.
故答案为:①aa',bb',②1.4(1.36~1.44均可) 0.5(0.4~0.6均可)
【点评】解决本题的关键确定故障的方法,对于图线问题,一般的解题思路是得出两物理量之间的关系式,结合图线斜率和截距进行求解,难度中等.
5.
【分析】明确电路结构和实验原理,根据串联电路的规律可得出待测电阻的表达式,再根据数学规律即可求出待测电阻的阻值。
【解答】解:(1)根据电路图可得出对应的图象如图所示;
(4)根据实验过程以及电路图可知,Rx与R0串联,当开关接1时,电压表测量R0两端的电压,故电流为:I=
而开关接2时,测量两电阻总的电压,则可知,Rx两端的电压为:U=U2﹣U1;
由欧姆定律可知,待测电阻阻值的表达式为:Rx===R0;
(6)的平均值为=3.41;
则结合(4)中公式可知,Rx=R0==2.41R0=2.41×20.0Ω=48.2Ω;
故答案为:(1)如图所示;(4)R0;(6)48.2。
【点评】本题考查伏安法测电阻的实验,要注意明确电压表为理解电表,其内阻无穷大,所以不会影响电路结构,直接根据串联电路规律即可确定对应的电流和电压。
6.
【分析】(1)明确实验中安全性要求,知道开关应最后闭合,电阻箱在开始时应调至最大;
(2)根据描点法可得出对应的图象,再根据闭合电路欧姆定律列式,结合图象即可确定电动势和内电阻;
(3)根据电路进行分析,明确误差情况,再根据欧姆定律求出电流表内阻,从而确定电动势和内阻的准确值。
【解答】解:(1)由图可知,该同学将连接最后一根线,此时电路将接法,但由于开关没有断开,则电路中存在电流,可能损坏电表;同时电阻箱也不能为零,应使其阻值调至最大;
(2)根据描点法可得出对应的图象如图所示;
根据闭合电路欧姆定律可知,I=,变形可得:R=﹣r;
由图可知,E=k=≈1.4V,
r=1.2Ω
(3)本实验相当于采用的是相对电源的电流表内接法,故测量结果中电动势是准确的,故电动势 1.43V,而内电阻的结果中包含电流表内阻;由图可知,电压表示数为65mV,由欧姆定律可知,电流表内阻RA==0.2Ω,故电源内阻为1.2﹣0.2=1.0Ω;
故答案为:(1)①开关未断开;②电阻箱阻值为零;(2)如图所示;1.4(1.30至1.44);1.2(1.0至1.4);(3)1.43(1.30至1.44);1.0(0.8至1.2)。
【点评】本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意明确实验原理,注意数据处理的基本方法,明确图象的准确应用是解题的关键。
7.
【分析】(1)变压器使用交流电,当线圈内有铁芯时,磁场会更强;因漏磁,导致副线圈测量电压应该小于理论变压值;
(2)根据楞次定律,结合磁铁的N、S极,即可判定线圈内部感应电流方向,再由磁铁在线圈内部,没有磁通量变化,不会产生感应电流,及法拉第电磁感应定律,即可求解.
【解答】解:(1)为了完成变压器的探究,需要使用交流电源变压,交流电压的多用电表.为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原副线圈,因此正确答案为ACE;
由于有漏磁,所以副线圈测量电压应该小于理论变压值,即nb为输入端,na为输出端.
(2)磁体从靠近线圈的上方静止下落,当磁体运动到如图所示的位置时,依据楞次定律,感应磁场方向向下,根据螺旋定则,则感应电流方向盘旋而上,即流过线圈的感应电流方向为“b到a”;
当磁铁完全进入线圈内时,穿过线圈的磁通量不变,则不会产生感应电流,则磁铁会加速运动,当到达线圈底部时,磁通量变化率大于磁铁进入线圈时位置,依据法拉第电磁感应定律,则到达底部的感应电流较大,
再由楞次定律可知,进与出的感应电流方向相反,故A正确,BCD错误;
故答案为:(1)ACE;nb;(2)b到a;A.
【点评】考查变压器的工作原理,知道实际变压器的存在漏磁,理解楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用,掌握磁铁在线圈中运动,磁通量如何变化,并理解螺旋定则的内容.
8.
【分析】根据电压表的量程得出电压表的示数。抓住电流表示数从零开始,确定滑动变阻器的接法,结合待测电阻的大小确定电流表的内外接。根据欧姆定律求出电阻的大小,结合电阻定律得出电线的长度。
【解答】解:电压表量程为3V,电压表的读数为2.50V;
调节滑动变阻器,电流表示数从0 开始增加,可知滑动变阻器采用分压式接法,即Q点应接a,待测电阻较小,电流表采用外接法,即P点应该接b.由于保护电阻,因此本题的实验电路图如下:
根据欧姆定律有:,
所以Rx=0.7Ω
根据Rx==
得,代入数据联立解得L=3.14×10﹣4 m
故答案为:2.50,b,a,3.14×10﹣4 m。
【点评】本题考查了电路的选取,知道滑动变阻器分压和限流的区别,电流表内外接的区别,知道在什么情况下用限流法,什么情况下用分压式。掌握选取电流表内外接的口诀:小外偏小,大内偏大。
9.
【分析】(1)根据电路原理图在实物图上连线;
(2)①根据实验方法确定R1选择阻值较小或较大的滑动变阻器;②为了保护微安表,分析滑片C开始应处的位置;
③接通S2前后,微安表的示数保持不变,由此分析电势高低;
④根据比例方法确定Rx的值;
(3)从减少误差的方法来提出建议.
【解答】解:(1)根据电路原理图在实物图上连线,如图所示:
(2)①R1选择20Ω;这是因为滑动变阻器的分压式接法要求滑动变阻器的最大阻值远小于负载阻值,滑动变阻器的最大阻值越小,滑片滑动时,电压变化越均匀,越有利于实验的进行;故R1=20Ω;
②为了保护微安表,通过微安表的电流应从零逐渐增大,当滑片C滑到滑动变阻器的最左端时,通过微安表的电流为零.所以开始时,滑片C应滑到滑动变阻器的最左端;
③接通S2前后,微安表的示数保持不变,则微安表两端的电压不变,又微安表右端电势在S2接通前后保持不变,所以说明S2接通前B与D所在位置的电势相等;
④设微安表内阻为Rx,根据题意有,解得Rx=2550Ω;
(3)为了提高精度,可以调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程.
原因是,在微安表的读数接近满量程的情况下,为了使B、D两点电势相等而调节滑动变阻器R2时,R2滑片的微小偏差将导致微安表指针产生较大偏摆,有利于更精确的调节R2;反之,在微安表指针偏摆较小的情况下,R2滑片的微小偏差很难从微安表上显示出来.
故答案为:(1)图见解析;(2)①20;②左;③相等;④2550;(3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程.
【点评】对于实验题,要弄清楚实验目的、实验原理以及数据处理、误差分析等问题,一般的实验设计、实验方法都是根据教材上给出的实验方法进行拓展,延伸,所以一定要熟练掌握教材中的重要实验.对于实验仪器的选取一般要求满足安全性原则、准确性原则和操作方便原则.
10.
【分析】(1)电流表采用外接,滑动变阻器采用限流法,按照要求连接实物图。
(2)抓住电压表的示数始终约为3V,电流表的示数始终接近0,即电压表所测的电压等于电源电压,从而分析故障的原因。
(3)根据表头读出电压表、电流表的读数,结合欧姆定律求出待测电阻的大小。
【解答】解:(1)因为电源电动势为3V,则电压表的量程选用3V,根据欧姆定律知,电流的最大值大约0.6A,则电流表量程选择0.6A,根据实物图进行连线。
(2)闭合开关后移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数始终约为3V,电流表的示数始终接近0,产生这种现象的原因是待测电阻R断路,由于电压表内阻非常大,导致电流表电流接近0,电压表电压测得是电源电压。
(3)由图可知,电压表的读数为2.20V,电流表的读数为0.48A,根据欧姆定律得,待测电阻R=。
故答案为:(1)如图所示,(2)待测电阻R断路,(3)2.20,0.48,4.58。
【点评】在连线图时要注意选择电流表和电压表的量程,掌握故障分析的方法,读数时理清每一格表示多少,从而进行读数。
11.
【分析】(1)明确欧姆表原理,知道内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔;
(2)明确电路结构,知道欧姆档中所接滑动变阻器只能进行欧姆调零;
(3)根据给出的量程和电路进行分析,再结合串并联电路的规律即可求得各电阻的阻值;
(4)明确电表的量程,确定最小分度,从而得出最终的读数。
【解答】解:(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”;
(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流档时也不需要时行调节,故B正确;AC错误;
故选:B;
(3)直流电流档分为1mA和2.5mA,由图可知,当接2时应为1mA;根据串并联电路规律可知,R1+R2===160Ω;
总电阻R总==120Ω
接4时,为电压档,因串入的电阻较小,故应为量程1V的电压表;此时电流计与R1、R2并联后再与R4串联,即改装后的1mA电流表与R4串联再改装后电压表;
根据串联电路规律可知,R4==880Ω;
(4)若与1连接,则量程为2.5mA,读数为1.48mA(1.47﹣1.49);
若与3连接,则为欧姆档×100Ω挡,读数为11×100=1100Ω=1.10kΩ;
若与5连接,则量程为5V;故读数为2.95V(2.91﹣2.97均可);
故答案为;(1)黑;(2)B;(3)160;880;(4)1.48mA;1.10kΩ;2.95V。
【点评】本题考查了多用电表读数以及内部原理,要注意明确串并联电路的规律应用,同时掌握读数原则,对多用电表读数时,要先确定电表测的是什么量,然后根据选择开关位置确定电表分度值,最后根据指针位置读数;读数时视线要与电表刻度线垂直。
12.
【分析】(1)根据给出的仪表分析电流和电压最大值,电表量程略大于最大值即可;同时注意明确电压表内阻越大越好,而电流表内阻越小越好;
(2)明确滑动变阻器的接法以及对电路的调节作用,则可得出正确的接法;
(3)根据闭合电路欧姆定律进行分析,根据数学规律可求得电动势和内电阻。
【解答】解:(1)电压表并联在电路中,故电压表内阻越大,分流越小,误差也就越小,因此应选内阻较大的A电压表;
当滑动变阻器接入电阻最小时,通过电流表电流最大,此时通过电流表电流大小约为I===176mA;因此,电流表选择C;
(2)分析电路可知,滑片右移电压表示数变大,则说明滑动变阻器接入电路部分阻值增大,而A项中两导线均接在金属柱的两端上,接入电阻为零;而B项中两导线接在电阻丝两端,接入电阻最大并保持不变;C项中一导线接在金属杆左端,而另一导线接在电阻丝左端,则可以保证滑片右移时阻值增大;而D项中导线分别接右边上下接线柱,滑片右移时,接入电阻减小;故D错误;
故选:C;
(3)由闭合电路欧姆定律可知:U=E﹣I(r+R2),对比伏安特性曲线可知,图象的斜率为k=r+R2;
则内阻r=K﹣R2;
令U=0,则有:
I==; 由题意可知,图象与横轴截距为a,则有:a=I=;解得:E=Ka;
故答案为:(1)A,C;(2)C;(3)ka; k﹣R2。
【点评】本题考查测量电源的电动势和内电阻实验中的仪表选择以及数据处理,要注意明确根据图象分析数据的方法,重点掌握图象中斜率和截距的意义。
13.
【分析】(1)分析不同温度下热敏电阻的阻值,根据实验要求进行分析,从而明确应采用的电源和滑动变阻器;
(2)明确多用电表的使用方法,根据要求选择对应的量程;
(3)根据电压表的测量方法以及电路结构进行分析,从而明确指针是否发生偏转;
(4)明确实验原理,确定实验方法,从而明确实验中应进行的基本步骤.
【解答】解:(1)要想控制30℃时的情况,此时热敏电阻的阻值约为200Ω,需要的最小电动势E=0.015×(200+20)=3.3V;由于还要考虑滑动变阻器的阻值,因此3V的电源电动势太小,应选择6V的电源E2;
滑动变阻器采用限流接法,因此其阻值应约为热敏电阻的几倍左右,因此滑动变阻器应采用R2
(2)要想测量电压,应将旋钮旋至电压档位上,因电动势为6V,因此应选择10V量程,故旋至C点;
(3)若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时电表与电源不连接,因此指针不偏转;而接入a、c时,电表与电源直接连接,故指针发生偏转;
(4)要使50℃时被吸热,由表格数据可知,电阻为108.1Ω;为了使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合,应先电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1Ω;再合上开关,调节滑动变阻器的阻值,直到观察到继电器的衔铁被吸合;此时再断开开关将电阻箱取下,换下热敏电阻即可实现实验目的;故步骤为⑤④②③①;
故答案为:(1)E2;R2;(2)C;(3)不偏转;偏转;(4)⑤④②③①
【点评】本题考查多用电表的使用方法,要注意明确实验原理,注意分析实验电路图,从而确定实验应采用的基本方法,从而确定实验所采用的仪器.
14.
【分析】①分析给定仪器,明确电表的量程;根据安全性原则进行改装;同时根据实验要求明确滑动变阻器以及电流表接法;
②根据灯泡电阻随温度的变化规律进行分析,同时明确I﹣U图象中图象的斜率表示电阻的倒数.
【解答】解:①灯泡额定电压为3.8V,而给出的电压表量程分别为15V和3V,15V量程太大,无法正确测量;故只能选用3V量程,并且与定值电阻串联扩大量程;3V量程的电压表内阻为3KΩ;根据串并联电路规律可知,应选择1KΩ的定值电阻串联;
额定电流为0.3A,而给出的量程中3A量程过大,不能使用;只能采用将电流表量程200mA的电流表与定值电阻并联的方式来扩大量程;根据改装原理可知,并联10Ω的定值电阻,即可将量程扩大到0.4A;
因本实验中要求多测几组数据,因此应采用滑动变阻器分压接法; 同时因灯泡内阻较小,故采用电流表外接法; 故答案如图所示;
②因灯泡电阻随温度的增加而增大,因此在I﹣U图象中图线的斜率应越来越小;
故选:B.
故答案为:①如图所示;②B.
【点评】本题考查描绘小灯泡伏安特性曲线的实验以及电表的改装,要求能明确改装原理,并正确掌握本实验中电路的接法;注意分压接法以及电流表接法的正确判断.
15.
【分析】(1)调节电阻箱时滑动变阻器上的分压要几乎不变,故需要选择较小的变阻器;
(2)对照电路图连线,可以先连接电源、电键和变阻器,最后将电压表和电阻箱串联后并联上去;
(3)结合欧姆定律列式求解即可;
(4)电压表为表头与分压电阻串联而成,根据欧姆定律,用满偏电压除以电阻即可。
【解答】解:(1)调节电阻箱时需要滑动变阻器上的分压保持不变,需要电压表的电阻远大于变阻器的电阻,故变阻器选阻值小的,故选滑动变阻器R1;
(2)实物图连接如图所示:
(3)电压表和电阻箱整体分压不变,故:
U=U′+
代入数据,有:
2.5=2+
解得:
RV=2520Ω
(4)该表头的满刻度电流为:I==1.0×10﹣3A=1mA
故选D
故答案为:(1)R1;(2)如图所示;(3)2520;(4)D。
【点评】本题是半偏法测电阻原理的改编,关键是明确实验原理,结合欧姆定律进行分析,在变阻器选择上,要从减小系统误差的角度进行分析,不难。
16.
【分析】(1)根据题意可明确电路接法,从而确定两导线所接的位置;
(2)根据描点法可得出对应的图象,再根据图象的斜率可求得电阻的阻值;
(3)根据电阻定律分析两电阻的大小关系,则可以明确测量电阻R2的方法.
【解答】解:(1)由题意可知,本实验采用分压接法,故导线②要与d接通;由于电流表内阻与待测电阻阻值接近,因此只能采用电流表外接法,以减小实验误差;故导线1应接a;
(2)根据表中数据采用描点法可得出对应的图象如图所示;
图象的斜率为电阻的阻值,则R==4.55Ω;
(3)R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,则根据R=可知,设边长为a,则有:R==,电阻只与厚度有关,故说明两电阻的阻值相等;因此测量方法与测①相同;故选B;
故答案为:(1)a、d;(2)如图所示,4.55;(3)B
【点评】本题考查伏安法测电阻的实验方法以及数据的处理,要注意明确分压以及电流表外接法的正确使用;同时注意电阻微型化原理的应用.
17.
【分析】(1)根据串并联电路的知识求定值电阻的阻值
(2)在保证安全的前提下,为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器
(3)分压电路,控制电路两端的电压由0开始增大,同时也起到保护作用
(4)改装表的读数比标准表的读数偏小,指针偏转的角度偏小,流过的表头的电流偏小,可能是表头电阻偏大
【解答】解:(1)根据题意,与表头G构成1mA的电流表,则:,
代入数据:
整理得
若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1V,则
若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3V,则=
(2)电压表与之并联之后,电阻小于2500Ω,对于分压式电路,要求滑动变阻器的最大值远小于并联部分,同时还要便于调节,故滑动变阻器选择小电阻,即选择50Ω的电阻。
(3)在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近M端,这样把并联部分电路短路,起到一种保护作用。
(4)造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,说明通过表头G的电流偏小,则实际其电阻偏大,故其实际阻值大于900Ω
故答案为:(1)100,910,2 000;(2)50;(3)M;(4)大于。
【点评】本题关键是电压表和电流表的改装原理,分析清楚电路结构,应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
18.
【分析】(1)分析实验,明确实验原理,根据题目要求即可明确电路结构;
(2)根据欧姆定律确定电路中的电阻,则可明确滑动变阻器的选择;
(3)根据仪器原理进行分析,明确电阻箱的作用以及实验过程和实验安全的分析,则可以明确滑动变阻器的调节和实验现象。
【解答】解:(1)根据题意可知,本实验要求能用电阻箱进行校准,故电阻箱应与热敏电阻并联,利用单刀双掷开关进行控制; 它们再与报警器和滑动变阻器串联即可起到报警作用; 故连线如图所示;
(2)电压为18V,而报警时的电流为10mA;此时电阻约为:R==1800Ω; 而热敏电阻的阻值约为650Ω;故滑动变阻器接入电阻约为1150Ω;故应选择R2;
(3)①因要求热敏电阻达到60°时报警;此时电阻为650Ω;故应将电阻箱调节至650Ω;然后由最大调节滑动变阻器,直至报警器报警;故开始时滑片应在b端;目的是让电流由小到大调节,保证报警器的安全使用;
②将开关接到C端与电阻箱连接,调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可;然后再接入热敏电阻,电路即可正常工作;
故答案为:(1)如上图;(2)R2;(3)①650.0,b,保证报警器的安全使用;②c;报警器开始报警。
【点评】本题关键在于明确实验原理,分析实验步骤是解题的关键,通过实验步骤才能明确实验的目的和实验方法;从而确定各步骤中应进行的操作和仪器的使用情况。
19.
【分析】(1)选择电学仪器要满足:准确性原则、安全性原则、便于操作的原则.指针偏转角度要大于满偏的,根据这些要求选择合适的电流表
(2)电阻箱的调节考虑到电路安全,从大到小调节
(3)根据表中数据描点连线,注意尽可能多的点在直线上,偏离太远的点舍弃,根据图线写出R随t变化的关系式
【解答】解:(1)已知电源的电动势为1.5V,R在常温下阻值约为10Ω,滑动变阻器的阻值为0时,电路中的最大电流约为,当滑动变阻器的阻值最大为10Ω时,电路中的电流最小约为,考虑到准确性原则,电流表B量程太大,指针偏转角度小于满偏的,所以应选择电流表A.
(2)将电阻箱阻值由9.9Ω调节到10.0Ω,要考虑到安全性原则,如果先把bc旋钮调节到0,这样做很危险,电路中的电流过大可能会损坏电表,应该先把电阻箱阻值调大再慢慢减小,以确保电路的安全,操作步骤是先将旋钮a由“0”旋至“1”,然后将个位数及小数位旋转至0,所以正确的顺序①②③
(3)描点画图,如图所示
由图象可得R随t的变化关系为:R=0.04t+8.8
故答案为:(1)A;(2)①②③;(3)如图所示,R=0.04t+8.8
【点评】本题考查了电学仪器的选择和操作及运用图象法进行数据处理,注重考查实际操作能力,突出证据意识,如考查改变电阻箱挡位的操作,对平时注重实验操作的考生有利.
20.
【分析】(1)“用DIS描绘电场等势线”的实验原理是用恒定电流场模拟静电场.
(2)等势线描绘在白纸上,在木板上依次铺放白纸、复写纸、导电纸;放置导电纸时有导电物质的一面应向上.
(3)明确两点状电极所形成的电场线分布以及等势面的特点,再根据指针的偏转可明确两点电势的大小,从而明确探针的移动方向.
【解答】解:(1)该实验是利用两电极间的电流来模拟两个等量异种电荷周围的等势线的分布情况;故B正确;
(2)本实验的原理是用恒定电流场模拟静电场,在导电纸上寻找等势点,作出等势线,所以导电纸应铺在最上面,白纸在最下面;且导电纸有导电物质的一面要朝上,中间放复写纸;故D正确.
(3)示数小于零,则电流是从黑表笔流进,是从红表笔流出的;根据两等量异号电荷的电场线和等势面的特点可知,d点的电势低于f点的电势,所以为使两点的电势相等,应将接f的黑表笔向右移动.
故答案为:(1)B (2)D (3)向右
【点评】本题考查采用等效电流场模拟电场线的实验,注意实验中采用了两电极在纸面上形成的稳定的直流电流;同时明确如何找出等电势点;并且要注意掌握实验的基本步骤和方法.
21.
【分析】该题考查了多用电表的使用,在了解多用电表的欧姆档的原理的情况下,可以对(1)的AC两选项进行判断;通过电流变的工作原来可以得知选项BD的正误.
对于电压档的读数,首先通过量程,结合最小刻度的数量,得知最小刻度值,即可读出所测的电压的数值;根据欧姆表刻度的不均匀的特征,可知图示位置的读数要小于200Ω.
【解答】解:(1)、在测量电阻时,更换倍率后,欧姆表的内部电阻发生了变化,欧姆档的零刻度在最右边,也就是电流满偏,所以必须重新进行调零,选项A正确.
B、在测量电流时,根据电流表的原理,电流的零刻度在左边,更换量程后不需要调零.
C、在测量未知电阻时,若先选择倍率最大挡进行试测,当被测电阻较小时,电流有可能过大,所以应从倍率较小的挡进行测试,若指针偏角过小,在换用倍率较大的挡,选项C错误.
D、在测量未知电流时,为了电流表的安全,必须先选择电流最大量程进行试测,若指针偏角过小,在换用较小的量程进行测量,选项D正确.
(2)、选择开关处于“10V”挡,最小分度值为0.2v,所以此时的读数为5.4v.
因多用电表的欧姆档的刻度分布不是均匀的,越向左,刻度越密集,所以10至30的中间数值一定小于20,若选择开关处于“×10”挡,由图可知其读数小于200Ω
故答案为:(1)A,D;(2)5.4,小于
【点评】该题考查到了多用电表的工作原理,要明确多用电表的工作原理,对于电流档时利用了定值电阻的分流,电压档是利用了定值电阻的分压,要知道直流电流档和直流电压档的刻度是均匀的.要注意电流档和电压档的读数方法:
精确度为1(如:0.01、0.1、1、10)等,最终读数在精确度的下一位
精确度为2(如:0.02、0.2、2、20)等,最终读数与精确度在同一位
精确度为5(如:0.05、0.5、5、50)等,最终读数与精确度在同一位
欧姆表的使用步骤:
①机械调0(左侧0):用螺丝刀进行机械调0(左侧0).
②选挡:测电阻时选择合适的倍率.以使指针指在中央刻度范围,可用比估计值低1个数量级的倍率,如估计值为200Ω就应该选×10的倍率.
③电阻调0(右侧0):用(电阻)调0旋钮进行调0(表笔直接接触,指针指右侧0刻度).
④测量:将红黑表笔接被测电阻两端进行测量.
⑤读数:将指针示数乘以倍率得测量值.
⑥将选择开关调至 off 档或交流电压最高档位置.
欧姆表的使用注意事项:
(1)待测电阻要跟别的元件和电源断开.
(2)倍率应使指针指在中间位置附近.
(3)换挡要重新电阻调零.
(4)读数=表针示数×倍数.
22.
【分析】(1)根据串并联电路特点与欧姆定律可以求出电阻阻值。
(2)应用串联电路特点与欧姆定律求出定值电阻与滑动变阻器的阻值,然后作出选择。
(3)有电流流过电表时电表指针发生偏转,没有电流流过电表时电表指针不偏转,根据电路图分析答题。
【解答】解:(1)使用a、b接线柱时,Iab=Ig+=0.001+=0.003,
使用a、c接线柱时,Iac=Ig+=0.001+=0.010,
解得:R1=15Ω,R2=35Ω;
(2)改装后电流表内阻:r==≈33Ω,
R0作为保护电阻,电流最大时,电路总电阻约为:R=r+RA+R0===500Ω,R0=R﹣r﹣RA=500﹣33﹣150=317Ω,则应R0选300Ω;
电路电流最小时:R滑=﹣R=﹣500=2500Ω>750Ω,则滑动变阻器应选择3000Ω的。
(3)由图示电路图可知,图中的d点与接线柱c相连时,闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1,若电表指针不动,则损坏的电阻是R2;
故答案为:(1)15;35;(2)300;3000;(3)c;闭合开关时,若电表指针偏转,则损坏的电阻是R1,若电表指针不动,则损坏的电阻是R2。
【点评】本题考查了求电阻阻值、实验器材的选择、电路故障分析,知道电流表的改装原理、分析清楚电路结构、应用串并联电路特点与欧姆定律即可正确解题。
23.
【分析】(1)根据电流表所选的量程,直接读数即可;
(2)根据数据作图,在U﹣I图象中,图线的纵轴截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻;
(3)干电池不易长时间工作,干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化.
【解答】解:(1)电流表选择的量程是0.6A,所以此时电流表的示数为0.44A;
(2)根据表中的数据,画出U﹣I图象如图所示,
根据图象可知,纵坐标的截距代表电动势的大小,直线的斜率代表内电阻的大小,所以电动势E=1.60V;内阻r=Ω=1.2Ω.
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.
故答案为:(1)0.44
(2)如图所示;1.60(1.58~1.62);1.2(1.18~1.26)
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.
【点评】本题考查对图象的认识,要掌握从U﹣I图线中获取电源的电动势和内电阻的方法,在计算内阻的时候,要注意纵坐标的起点不是零.
24.
【分析】根据欧姆表的内部结构及原理由闭合电路欧姆定律进行分析,要注意明确,电阻的测量是根据电流来换算的.
【解答】解:欧姆表内阻R=,电流表满偏电流Ig不变,电源电动势E变小,则欧姆表总内阻要变小,故R0的阻值调零时一定偏小;
电动势为1.5调零后,欧姆表内部的中性电阻的R内==3000Ω
电动势变为1.4调零后,欧姆表内部的中性电阻R内==2800Ω;
由300Ω对应的电流列出关系式:
I==
故对应1.4V时的电阻R真=280Ω
(2)因电动势不变,故欧姆调零后的中性电阻不变;故测量结果是准确的;
故答案为:(1)小;280;(2)准确.
【点评】本题考查多用电阻中的欧姆表的原理,注意掌握此类问题的解决方法还是闭合电路欧姆定律的应用.
25.
【分析】(1)据电路图从电源的正极出发,沿电流的流向画实物图,注意电表的正负接线柱;实验中要在电路接通时电流最小,故滑动触头要放在电阻最大处;电路中任一电阻增大,总电阻增大,干路电流变大;本实验要求干路电流达到量程.
(2)电阻箱的电流IR=I﹣Ig 则由并联电路的电阻与电流成反比,求得表头的内阻;指针半偏,可各电流表的电压,由电压与电阻箱的阻值求得电流.
【解答】解:(1)①据电路图从电源的正极出发,沿电流的流向画实物图如图所示:
②滑动触头在b端时,电阻器的全电阻连入电路,故要使电阻最大应使触头在b端
⑤因电阻箱电阻增大,则总电阻增加,干路电流减小
⑥要使电流达到要改装电流表的满偏电流为1A
(2)①因电阻箱与毫安表是并联关系,故二者电阻与电流成反比: 求得 =310Ω
②电阻箱的电流为其两端电压与电阻之比:即 I′==0.495A
③实验可能因电阻箱的阻值不能连续变化,导致标准电流表的示数无法精准显示1A,还有电表本身读数上的误差,以及电表指针偏转本身不是随电流均匀偏转等都可能影响改装后的电流表的准确程度.
故答案为:(1)①如图;②b;⑤减小;⑥1A;(2)①310;②0.495(0.494~0.496均可);③电阻箱的阻值不能连续变化;标准表和毫安表头的读数误差;电表指针偏转和实际电流的大小不成正比等等.
【点评】电流表的改装原理,表头并联一小电阻起到分流的作用,两支路电压一样,据此可求各电流与量程.
26.
【分析】根据不同的档位选择相应的表盘进行读数即可。要注意估读问题。
【解答】解:欧姆档在最上面的一排数据读取,读数为6×10Ω=60Ω;
电流档取10mA,故测量时应读取中间的三排数据的最底下一排数据,读数为7.18mA;
同样直流电压档测量读取中间的三排数据的中间一排数据较好,读数为35.9×0.1V=3.59V。
故答案为:(1)60 (2)7.18 (3)3.59
【点评】本题考查基本仪器、仪表的读数能力。仪器、仪表的读数是准确值加估计值,在仪器、仪表的读数中不可靠数字只保留一位,仪器或仪表中不可靠数字出现在哪一位,读数就读到哪一位。
27.
【分析】本题实验原理是:伏安法测电阻。注意涉及两方面问题一是测量电路和控制电路的选择,二是仪器的选择。由于待测电阻很小,故可用安培表外接法,由于滑动变阻器内阻大于待测电阻,故分压、限流电路均可,仪器选择的原则是:使指针偏转尽量大些。
【解答】解:(1)选择仪器一是注意安全性,不能超过量程,二是注意准确性。当指针偏转角度大时,测量比较准确,一般要使指针在三分之二左右偏转,根据所给电源为3V,待测电阻大约5Ω可知电路中电流不会超过0.6A,所以电压表选择V2,电流表选择A1。
故答案为:A1、V2。
(2)本实验中,所给滑动变阻器的阻值大于待测电阻阻值,因此用限流法测量范围也比较大,故限流、分压都可;由于因此用电流表外接法。
故答案如下:
【点评】本题比较简单,在学习中一定学会如何选择分压、限流电路,熟练掌握电流表的内外接法。
28.
【分析】(1)在研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线时,需要多测量数据,因此滑动变阻器采用分压接法,由于待测电阻的阻值较小,因此安培表需要外接。
(2)由题意可知实验的原理,则根据实验的原理及实验目的根据已有提示找出合理的实验步骤;
从图线上取两个点,运用数学函数的知识得到电阻随温度变化的关系式即可;
(2)将温度值代入第一问的函数表达式中,就得到相应的电阻值;
(3)先根据闭合电路欧姆定律得到热敏电阻的电阻值,然后代入电阻值与温度的函数表达式得到对应的温度即可。
【解答】解:(1)①在研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线时,需要多测量数据,因此滑动变阻器采用分压接法,由于待测电阻的阻值较小,因此安培表需要外接,故原理图如下:
②根据原理图连接实物图如下所示:
③由题意可知,本实验是研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,故应测出温度及电流电压值;并多次实验;故实验的步骤应为:
a、往保温杯中加入一些热手,待温度稳定时读出温度计的值;
b、调节滑动变阻器,快速读出电流表和电压表的值;
c、重复以上步骤,测出不同温度下数据;
d、绘出不同温度下热敏电阻的伏安特性曲线;
故答案为:调节R,快速测出多组I,U值;绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。
(2)设热敏电阻的电阻值与温度关系表达式为:R=kt+R0
当t=40℃时,R=3.5kΩ,有
3.5=40k+R0①
当t=120℃时,R=2kΩ,有
2=120k+R0②
由①②解得
R=﹣1.875×10﹣2 t+4.25,
代入数据,可知当电流表的示数I2=3.6mA时,热敏电阻R的温度是120度。
故答案为:﹣1.875×10﹣2t+4.25,120。
【点评】(1)本实验虽然是课本中没有的实验,但由于实验目的明确、步骤提示较多,故分析好题意即可顺利求解。
(2)本题关键先求解出热敏电阻R随摄氏温度t变化的关系式,然后根据闭合电路欧姆定律多次列式分析求解。
29.
【分析】方案一中,当断开K2,闭合K1,电源、电流表、电阻箱和电键串联,根据闭合电路欧姆定律列式,可以求出电源、电流表、电阻箱的总电阻,即可以求解;当断开K1,闭合K2,电源、电流表、电阻、电阻箱和电键串联,再次根据闭合电路欧姆定律列式求解即可以得出电阻R的阻值;方案二中,当断开K2,闭合K1,电源、电流表、电阻箱和电键串联,当断开K1,闭合K2,电源、电流表、电阻和电键串联,两种方案中是利用电阻箱等效替代电阻R0,只要电阻箱的阻值等于电阻值R,电流表读数就一定相同。
【解答】解:方案一中根据闭合电路欧姆定律,有
E=I1(r+R1+R2) (其中r为电源内阻,R1为电阻箱电阻,R2为电流表内阻)
E=I2(r+R1+R2+R)
由以上两式可解得
R=375Ω
方案二是利用电阻箱等效替代电阻R0,故电流表读数不变,为I,电阻箱的阻值为R0。
故答案为:375,I,R0。
【点评】本题关键是根据闭合电路欧姆定律列方程,然后联立求解;第二方案是用等效替代法,要保证电流相等。
30.
【分析】(1)由于本实验需测定的电阻Rx的阻值(900~1000Ω),接近电压表V1和V2的内阻,电阻值较大,属于大电阻,电源电动势9V,大于两个电压表的量程,电压表内阻都已知,可将电压表当作大电阻使用,所以要将电阻与电压表串联,采用串联分压法,将一个电压表当电流计使用,另一个电压表就当电压表使用,滑线变阻器R的最大阻值远小于电阻Rx,故必须采用分压接法;
(2)连线时,可先连滑动变阻器的分压接法,然后再连接串联分压电路,同时要注意电流从电压表正接线柱流入,负接线柱流出;
(3)电阻Rx的电压等于并联电压表的电压,电流等于干路电流减去与电阻Rx并联的电压表的电流,由于电压表内阻已知,通过它们的电流等于其两端电压除以其阻值.
【解答】解:(1)在实验中测定的电阻Rx的阻值(900~1000Ω)接近电压表V1和V2的内阻,属于测定大电阻,所以采用串联分压法,此外滑线变阻器R的最大阻值很小,必须采用分压接法,故实验电路原理图如下方的左图或右图
左图中电压表V1和Rx并联电阻约为420Ω,两图都满足题中要求“电压表的读数不小于其量程的”.
(2)先连滑动变阻器的分压接法,然后再连接串联分压电路,如图甲或乙
(3)在左图中,
在右图中
化简得或
故答案为:或.
【点评】本题关键在于电压表内阻已知,可以当作电流表使用,而且电压表内阻与待测电阻的阻值相接近,故将一个电压表与待测电阻并联,另一个与电压表串联分压,当电流计使用.
31.
【分析】(1)本题为半偏法测量电阻实验的拓展问题,故两个电流表量程接近;
(2)按照电路图连接电路,要注意电流从电表的正接线柱流入,负接线柱流出;
(3)电阻箱和电表A并联,电压相等,根据欧姆定律列式计算即可。
【解答】解:(1)电路中两个电流表中电流在同一数量级,故量程应该接近,故应该选用电流表A2、A3。
故答案为:A2、A3。
(2)测r3,实物图如图,若将A2、A3的位置互换也可以;
(3)电阻箱和电表A并联,电压相等,根据欧姆定律,设A2、A3两电流表的读数I2、I3,则有
I3r3=(I2﹣I3)R1
解得
故答案为:A2、A3两电流表的读数I2、I3和电阻箱R1的阻值R1。
【点评】本题是一道较为冷僻的题目,关键要明确实验的原理,同时要考虑到实验操作的方便性。
32.
【分析】(1)电流表可视为一个小电阻,但可显示通过的电流值,因而可知道其两端的电压值,由于电源电动势较小,故本实验中电压表不可以使用,否则会带来较大的读数误差,同时滑动变阻器总阻值较小,本着可多次变换测量值的原则,应采用分压接法
(2)根据部分电路欧姆定律,利用电压表两端的电压处以电流可得电阻
【解答】解:(1)由于电源电动势较小,故本实验中电压表不可以使用,但是电流表可视为一个小电阻,同时可显示通过的电流值,因而可知道其两端的电压值,可充当电压表,滑动变阻器总阻值较小,本着可多次变换测量值的原则,应采用分压接法,故电路如图所示:
(2)根据欧姆定律得:
r1=
式中I1、I2分别为电流表A1与电流表A2的读数;r1、r2分别为电流表A1与电流表A2的内阻。
答:(1)
(2)根据欧姆定律得:r1=,式中I1、I2电流表A1与电流表A2的读数;r1、r2分别为电流表A1与电流表A2的内阻。
【点评】注意将电流表看成定值电阻,与电阻不同的是可以直接显示通过的电流
33.
【分析】(1)从保护电路的角度考虑R2的阻值,分析开关K2拨至1位置和2位置时的电路结构,根据欧姆定律求解阻值;
(2)根据闭合电路欧姆定律求出的表达式,结合图象得斜率、截距的物理意义即可求解。
【解答】解:(1)闭合开关K1之前,从保护电路的角度,R2的阻值应调到最大值,
根据题意可知,开关K2拨至1位置和2位置时,电流表示数相同,R2阻值不变,所以Rx=R1=34.2Ω,
(2)根据闭合电路欧姆定律得:
E=I(R1+R2+RA)
整理得:,
则图象的斜率表示,在纵轴上的截距表示,结合图象得:
,
解得:E=4V,RA=0.5Ω
故答案为:①最大;34.2;②;0.5;4
【点评】此类题目要求先明确实验的原理,再由原理得出实验的方法,从而得出正确的数据,体现了等效替代法在物理实验中的应用。
34.
【分析】(1)根据实验的原理,判断哪一个是待测电阻;在保证电路安全的情况下为方便实验操作,选择合适的定值电阻。
(2)根据实验原理,确定待测电阻的计算公式;
(3)根据实验原理,确定斜率的意义,然后根据公式求出即可。
【解答】解:(1)电流表G1的量程是电流表G2的一半,但电阻值约为待测电阻的,所以需要给电流表G1串联一个定值电阻,将待测电阻与电流表G1并联即可。
电流表G1的量程是电流表G2的一半,电流表G1的内电阻与R2的和与待测电阻接近,所以定值电阻应选择R2。
(2)根据实验原理图可知,并联部分两侧的电压是相等的,即:(I2﹣I1)Rx=I1(r1+R1)
所以:
(3)将上式变形:=
代入数据可得:Rx=21.2Ω。
故答案为:(1)B,R2;(2);(3)21.2
【点评】本题考查了实验器材的选取、设计实验电路图;要掌握选择实验器材的原则,确定滑动变阻器与电流表的接法是正确解题的关键。
35.
【分析】(1)根据实物电路图作出电路图。
(3)电动机的输出功率是机械功率,由图知,重物静止,电动机没有功率输出,此时电动机电路中纯电阻电路,根据欧姆定律求解线圈的内阻。
(4)根据电动机的功率分配关系分析答题。
【解答】解:(1)根据实物电路图作出电路图,电路图如图所示:
(3)在第5次实验中,由图看出,重物处于静止状态,则电动机的输出功率为0。
根据欧姆定律得:电动机线圈的电阻为R==Ω=2.4Ω;
(4)电动机的总功率:P=UI,电动机的输出功率P机械=mgv=mg,
对电动机:P=P机械+Q,则:UI>mg;
故答案为:(1)如图所示;(3)0;2.4;(4)>。
【点评】电动机是非纯电阻电路,电动机总功率等于机械功率与热功率之和,解题时要注意。
36.
【分析】(1)表头与电阻串联,根据串联电路的规律即可求得改装后的量程;
(2)根据实验原理进行分析,根据安全和准确性原则确定实验方法;
(3)分析电路结构,根据闭合电路欧姆定律进行分析即可得出对应的表达式;
(4)根据图象和已知的表达式进行分析,由图象的斜率和已求出的内阻即可求得电动势
(5)实验中由于电表不是理想电表,故要考虑电表内阻对测量结果的影响;由极限分析法可得出电动势的误差;
【解答】解:(1)根据串联电路规律可知:
U=Ig(R+rg)=400×10﹣6(500+4500)=2V;
(2)由电路图可知,R1与G串联后与电阻箱并联,然后再与R0串联,
电流表与R1串联充当电压表使用,测量为路端电压;干路电流为I+;
由闭合电路欧姆定律可知:
I(R1+R)=E﹣(I+)(R0+r)
变形可得:
(4)由对应的图象可知,=k==6000
解得:E=2.08V;
(5)考虑电流表内阻,在闭合电路中,电源电动势为:E=I(r+R+RA),
则R=E﹣r﹣RA,当电阻箱阻值无穷大时,电流表分压可以忽略,故本实验中电动势测量准确,
所测内阻为电流表内电阻与电源内阻之和,所测电源内阻偏大。
故答案为:(1)2 (3);(4)2.08(2.07~2.09)(2分) (5)=
【点评】本题考查了求电源电动势与内阻,根据欧姆定律求出图象的函数表达式,然后根据图象即求出电源电动势与内阻;对于误差的分析,要注意采用极限分析法,本题中若电流为零,则电流表的分压即可忽略;并且从图象和公式来看,电流表的影响只限于内阻上,对电动势没有影响。
37.
【分析】使用多用电表测电阻时,要先对多用电表进行机械调零,使指针指针电流(电压)表的零刻度线上;
然后选择合适的档位,进行欧姆调零,再测电阻;
欧姆表指针示数与对应档位的乘积是欧姆表示数。
【解答】解:(1)调节调零螺丝,使电表指针停在电流、电压公共的“0”刻线。
(2)将选择开关旋转到“Ω”挡的×1位置。
(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔,并将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使电表指针对准电阻的“0”刻线。
(4)由图乙所示可知,电阻的阻值19×1=19Ω。
故答案为:(1)调零螺丝,电流;(2)×1;(3)调零旋钮,电阻;(4)19
【点评】本题考查了欧姆表的使用方法、欧姆表读数;使用欧姆表测电阻时,要先进行机械调零,然后选择合适的档位,再进行欧姆调零,最后测电阻。
38.
【分析】滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法。LED灯的额定电压为3V,题目所给的电压表量程太大,测量不准确,需通过电流表和定值电阻改装一个电压表,因为通过LED的电流较小,可以用题目中的电压表当电流表使用。根据闭合电路欧姆定律求出LED正常工作时的电阻,根据欧姆定律得出LED电压为3V时,得到LED的电阻。
【解答】解:(1)(2)要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,
由于电压表的量程较大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压;
改装电压表的内阻:R===1000Ω,A2的内阻为15Ω,则定值电阻应选D;
LED灯正常工作时的电流约为I===6mA左右,电流表的量程较小,电流表不能精确测量电流,可以用电压表测量电流;
因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法。电路图如图所示,
由以上分析可知,电表1为F,电表2为B,定值电阻为D。
(3)根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压U=I2(R+RA2),通过灯泡的电流I=﹣I2,所以LED灯正常工作时的电阻RX==。
改装后的电压表内阻为RV=1985+15Ω=2000Ω,则当I2=1.5mA时,LED灯两端的电压为3V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻。
故答案为:(1)F;B;D;(2)电路图如图所示;(2);I2;1.5mA。
【点评】本题的难点在于电流表的量程偏小,无法测电流,电压表的量程偏大,测量电压偏大,最后需通过改装,用电流表测电压,电压表测电流。
39.
【分析】(1)分别求出S接1和接2时电路的总电压,利用并联电压相等列式,求出Rx;
(2)从图丙读出数据,利用电阻定律求出电阻率ρ;
(3)分析若电压表V1内阻不是很大,对测量电阻Rx的影响,再判断自来水电阻率测量的影响.
【解答】解:(1)设把S拨到1位置时,电压表V1示数为U,则此时电路电流为,总电压U总=+U,
当把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U,则此时电路中的电流为,
总电压为:U总′=R2+U,
由于两次总电压相等,都等于电源电压E,可得:=,
解得:Rx=,
(2)从图乙中可知,R=2×103Ω时,=5.0m﹣1,
此时玻璃管内水柱的电阻为:Rx==4000Ω,
水柱横截面积为:S=π()2=7.065×10﹣4m2,
由电阻定律R=ρ 得:ρ==4000×7.065×10﹣4×5Ω•m=14Ω•m
(3)若电压表V1内阻不是很大,则把S拨到1位置时,此时电路电流大于,实际总电压将大于U总=+U,
所以测量的Rx将偏大,因此自来水电阻率测量结果将偏大;
故答案为:(1);(2)14; (3)偏大.
【点评】本题考查了游标卡尺的读数,等效替代法测电阻,电阻定律以及对实验误差的分析,解答本题的关键是明确实验目的,所有的步骤都为了测电阻率,所以要测量电阻、水柱横截面积、水柱的长度.
40.
【分析】(1)游标卡尺读数等于固定刻度读数加上游标尺读数;
(2)①根据欧姆定律估算出通过电阻R0的电流和通过待测电阻的电流,再选择量程恰当的电表;
②根据电路图连线即可;
③根据N和M的电流差得到通过R0的电流,然后根据并联电路电流之比等于电压之比的倒数列式求解。
【解答】解:(1)游标卡尺读数=固定刻度读数+游标尺读数;
固定刻度读数:50mm
游标尺读数:0.05mm×3=0.15mm
故游标卡尺读数为50.15mm;
(2)①电阻R0的电流:I=≈133mA;
通过待测电阻的电流:I′=≈44mA
故M表选A1,N表选A2;
②通过R0的电流为:IR0=IN﹣IM;
并联电路电流之比等于电压之比的倒数,故有:=;
解得:Rx=;
③因电流表有电阻,则测量值比真实值偏大,
故答案为:(1)50.15; (2)①A1,A2;②;③偏大。
【点评】本题关键是明确实验的原理,然后估算出电路各个部分的电流,选择恰当量程的电表,最后根据并联电路的电流特点列式求解,注意产生电阻阻值误差的根源是电流表的电阻。
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/aaa49055c4da50e2524de518964bcf84b8d52d6f.html
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