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文檔簡介
第=page11頁,共=sectionpages11頁第=page22頁,共=sectionpages22頁《電學(xué)實驗》一、實驗題某實驗小組計劃進行“測定電源電動勢E和內(nèi)阻r”的實驗,他們首先分析并設(shè)計合理的實驗方案。
(1)同學(xué)A認(rèn)為通過閉合電路歐姆定律的學(xué)習(xí),大家知道電源電動勢E=U內(nèi)+U外,U內(nèi)=Ir,U外=IR(其中I為干路電流,R為外電路的總電阻,U內(nèi)為內(nèi)阻分壓,U外為路端電壓),在以上涉及的除電動勢和內(nèi)阻外的四個物理量中,除U內(nèi)不能直接測量外,其他的三個物理量I、R、U外均可測得,同學(xué)A建議通過實驗測得一組I、R(2)同學(xué)B設(shè)計了如圖甲所示的電路進行實驗。實驗過程中,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,讀取電壓表的示數(shù)U及電阻箱的阻值R,然后斷開開關(guān),記錄U及R,重復(fù)上述操作,得到多組電壓表示數(shù)及電阻箱的阻值,以1U為縱軸,以X(未知)為橫軸描點作圖,得到如圖乙所示的圖像,X應(yīng)為________,結(jié)合圖乙可得電源電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω。由于電壓表不是理想電表,故電動勢的測量值________,內(nèi)阻的測量值________。(后兩空均選填“偏大”或“偏小”某型號多用電表歐姆檔的電路原理圖如圖甲所示。微安表是歐姆表表頭,其滿偏電流Ig=500μA,內(nèi)阻Rg=950Ω。電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1Ω。電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)節(jié)范圍均為0~9999Ω。
(1)甲圖中的a端應(yīng)與___________(紅或黑)表筆連接。
(2)某同學(xué)將圖甲中的a、b端短接,為使微安表滿偏,則應(yīng)調(diào)節(jié)R1=__
Ω;然后在a、b端之間接入一電阻Rx后發(fā)現(xiàn)微安表半偏,則接入的電阻阻值為Rx=______Ω(3)如圖乙所示,該同學(xué)將微安表與電阻箱R2并聯(lián),利用該電路圖組裝一個“×100倍率”的歐姆表,要求歐姆表的表盤刻度示意圖如圖丙所示,其中央刻度標(biāo)“15”,則該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)R2=________Ω;用此歐姆表測量一個阻值約2000Ω的電阻,測量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1=________Ω。
乙
某興趣小組想測未知電阻Rx(約為60Ω)電源E:電動勢約為3.0V,內(nèi)阻忽略不計;電流表A1:量程為0~20mA,內(nèi)阻r電流表A2:量程為0~50mA,內(nèi)阻r2約滑動變阻器R1:最大阻值為20Ω滑動變阻器R2:最大阻值為4000Ω單刀單擲開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
(1)為保證實驗順利進行,并使測量盡量準(zhǔn)確,滑動變阻器應(yīng)該選用_____(選填“R1”或“R2”);閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)滑至____(選填“a”或“b”)端。
(2)圖示為測量Rx的實驗器材實物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,為了完成實驗,請在圖中完成剩余部分的連接。
(3)閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,電流表A1的示數(shù)為15.0mA,電流表A2的示數(shù)為27.0mA,則Rx某探究小組在“電表的改裝和練習(xí)使用多用電表”的實驗中。(1)如圖甲,某同學(xué)設(shè)計的電流、電壓兩用表的電路,已知電流計G的量程是1mA,內(nèi)阻是100Ω,電阻R1=1.01Ω,R2=99.0Ω,則選擇開關(guān)接到____(填“1”或“2”)時是電壓表;電流表、電壓表的量程各是________A、________V(2)圖乙為某種型號多用電表電阻檔內(nèi)部原理示意圖,已知電流計內(nèi)阻為Rg,電池內(nèi)阻為r。某同學(xué)用其電阻檔測電阻時進行如下操作:先閉合開關(guān)S,將紅、黑表筆分開時,調(diào)節(jié)可變電阻,當(dāng)可變電阻接入電路的阻值為R時電流表滿偏;再將Rx,接入A、B表筆之間時電流計指針指在表盤的正中央,則待測電阻的阻值Rx=________________。(用Rg、某同學(xué)用圖中所給器材進行與安培力有關(guān)的實驗。兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方,S極位于兩導(dǎo)軌的正下方,一金屬棒置于導(dǎo)軌上且兩導(dǎo)軌垂直。
(1)在圖中畫出連線,完成實驗電路。要求滑動變阻器以限流方式接入電路,且在開關(guān)閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動。
(2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時具有更大的速度,有人提出以下建議:
A.適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離
B.換一根更長的金屬棒
C.適當(dāng)增大金屬棒中的電流
其中正確的是______(某同學(xué)利用如圖所示的電路可以測量多個物理量.實驗室提供的器材有:
兩個相同的待測電源(內(nèi)阻r≈1Ω),電阻箱R1(最大阻值為999.9Ω),電阻箱R2(最大阻值為999.9Ω),電壓表V(內(nèi)阻約為2kΩ),電流表A(內(nèi)阻約為2Ω),靈敏電流計G,兩個開關(guān)S1、S2.
主要實驗步驟如下:
①按圖連接好電路,調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2至最大,閉合開關(guān)S1和S2,再反復(fù)調(diào)節(jié)R1和R2,使電流計G的示數(shù)為0,讀出電流表A、電壓表V、電阻箱R1、電阻箱R2的示數(shù)分別為I1、U1、R1、R2;
②反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2(與①中的電阻值不同),使電流計G的示數(shù)為0,讀出電流表A、電壓表V的示數(shù)分別為I2、U2.
回答下列問題:
(1)電流計G的示數(shù)為0時,電路中A和B兩點的電勢φA和現(xiàn)有一個阻值大約為20Ω的電阻,為了更精確地測量其電阻,實驗室給出了以下器材:①電流表G1(0~50mA②電流表G2(0~100mA③定值電阻R④定值電阻R⑤滑動變阻器R(0~5Ω)⑥干電池(1.5V,內(nèi)阻不計)⑦開關(guān)S及導(dǎo)線若干(1)某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖,其中A、B一個為被測電阻、一個為定值電阻,請問圖中電阻_______為被測電阻(填“A”或“B”),定值電阻應(yīng)選________(填“R1”或“R2(2)若某次測得電流表G1、G2的示數(shù)分別為I1、I2。則被測電阻的大小為___________(3)若通過調(diào)節(jié)滑動變阻器,該同學(xué)測得多組I1、I2的實驗數(shù)據(jù),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出I1、I2的圖象如圖乙所示,并求得圖象的斜率k?=1.85,則被測電阻的大小為________有一個小燈泡上標(biāo)有“4?V?2?W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法描繪這個燈泡的I?U圖線?,F(xiàn)有下列器材供選用:
A.電壓表(0~5?V,內(nèi)阻約10?kΩ)
B.電壓表(0~15?V,內(nèi)阻約20?kΩ)
C.電流表(0~3?A,內(nèi)阻約1?Ω)
D.電流表(0~0.6?A,內(nèi)阻約0.4?Ω)
E.滑動變阻器(10?Ω,2?A)
F.滑動變阻器(500?Ω,1?A)
G.學(xué)生電源(直流6?V)、開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)實驗中所用電壓表應(yīng)選________,電流表應(yīng)選用________,滑動變阻器應(yīng)選用________。
(2)在線框內(nèi)畫出實驗電路圖,并根據(jù)所畫電路圖進行實物連接。
(3)利用實驗數(shù)據(jù)繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示,分析曲線說明小燈泡電阻變化的特點:________________________________。
(4)若把電阻元件Z和小燈泡接入如圖乙所示的電路中時,已知電阻Z的阻值為5Ω,已知A、B兩端電壓恒為2.5?V,則此時燈泡L的功率約為________W。(保留兩位有效數(shù)字)
電流表G1的量程為0~5?mA,內(nèi)阻Rg
(1)圖中,A表筆為________(填“紅”或“黑”)表筆,若實驗室只有兩只紅表筆,找不到黑表筆,則________(填“能”或“不能”)繼續(xù)使用該多用電表測電壓;(2)當(dāng)開關(guān)S接到5或6位置時為電壓擋,其中,開關(guān)S接到位置5時的量程比接到位置6時的量程________(填“大”或“小”),開關(guān)S接到位置5時允許流入多用電表的最大電流________(填“大于”,“小于”或“等于”)開關(guān)S接到位置6時允許流入多用電表的最大電流;(3)當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時為電流擋,其中小量程為0~10?mA,大量程為0~100?mA。開關(guān)S接位置________(填“1”或“2”)時是大量程電流擋,圖中電阻R1+R(4)已知圖中的電源E′的電動勢為9?V,當(dāng)把開關(guān)S接到位置4,短接A、B進行歐姆調(diào)零后,此歐姆擋內(nèi)阻為________Ω,現(xiàn)用該擋測一未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的35處,則該電阻的阻值為________小明同學(xué)學(xué)過“練習(xí)使用多用電表”后想進一步研究多用電表的有關(guān)問題.(1)他先用多用電表測量某元件的電阻,操作如下:先選用歐姆表“×100”倍率擋開始測量,發(fā)現(xiàn)指針偏角過小,則應(yīng)換用____(填“×10”或“×1k”)擋;換擋后必須將紅表筆和黑表筆____,調(diào)零后再重新測量.
(2)為了弄清歐姆表有關(guān)問題,小明查閱資料后發(fā)現(xiàn),歐姆表內(nèi)部電路可等效為:一個無內(nèi)阻的電源、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖(a)所示.為了測定該歐姆表電源的電動勢和“×1k”擋位的內(nèi)阻,他設(shè)計了如圖(b)所示的測量電路.
圖(a)圖(b)①將上述調(diào)零后的歐姆表接入電路時,紅表筆應(yīng)和____(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端.
②將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使歐姆表的示數(shù)如圖(c)所示,這時電壓表的示數(shù)如圖(d)所示.歐姆表和電壓表的讀數(shù)分別為____Ω和____V.
③調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零.此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0?kΩ和4.00?V.從測量數(shù)據(jù)可知,電壓表的內(nèi)阻為____kΩ.
圖(c)圖(d)④根據(jù)前面的實驗數(shù)據(jù)計算可得,此多用電表等效電源的電動勢為____V,該電阻擋的內(nèi)阻為____kΩ.
電流表G1的量程為0~5mA,內(nèi)阻r=290Ω,把它改裝成如圖所示的一個多量程多用電表,電流、電壓和電阻的測量都各有兩個量程。當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時為電流檔,其中小量程為0~10mA,大量程為0~100mA。(1)關(guān)于此多用電表,下列說法不正確的是___.A.開關(guān)S接到位置4時是歐姆擋B.開關(guān)S接到位置6時是電壓擋C.開關(guān)S接到位置5時的量程比接到位置6時的量程大D.A表筆為紅表筆,B表筆為黑表筆(2)開關(guān)S接位置____(填“1”或“2”)時是電流擋的小量程。(3)已知圖中的電源E′的電動勢為9V,當(dāng)把開關(guān)S接到位置4,短接A、B進行歐姆調(diào)零后,此歐姆擋內(nèi)阻為_________kΩ,現(xiàn)用該擋測一未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的15處,則該電阻的阻值為_________某型號多用電表歐姆檔的電路原理圖如圖甲所示。微安表是歐姆表表頭,其滿偏電流Ig=500μA,內(nèi)阻Rg=950Ω。電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1Ω。電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)節(jié)范圍均為0~9999Ω。
甲
(1)甲圖中的a端應(yīng)與___________(紅或黑)表筆連接。
(2)某同學(xué)將圖甲中的a、b端短接,為使微安表滿偏,則應(yīng)調(diào)節(jié)R1=______Ω;然后在a、b端之間接入一電阻Rx后發(fā)現(xiàn)微安表半偏,則接入的電阻阻值為Rx=__________Ω(3)如圖乙所示,該同學(xué)將微安表與電阻箱R2并聯(lián),利用該電路圖組裝一個“×100倍率”的歐姆表,要求歐姆表的表盤刻度示意圖如圖丙所示,其中央刻度標(biāo)“15”,則該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)R2=________Ω;用此歐姆表測量一個阻值約2000Ω的電阻,測量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1某同學(xué)用如圖甲所示電路圖及下列器材測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r,同時描繪小燈泡的伏安特性曲線。A.電壓表V1(量程3?VB.電壓表V2(量程3?VC.電流表A(量程3?A、內(nèi)阻很小)D.滑動變阻器R(最大阻值10?Ω、額定電流4?A)G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干實驗中電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)分別用I、U1及U2表示,經(jīng)過多次測量,描繪出兩條圖線,如圖乙所示。其中圖線a為U1+U2?I圖線,圖線b為U2?IC圖線,P點為兩圖線交點,(1)小燈泡在I=1.5
A時的電阻為________Ω;(結(jié)果只保留一位小數(shù))(2)由圖線a可測出電池組的電動勢E=________V、內(nèi)阻r=________Ω;(結(jié)果只保留一位小數(shù))(3)若考慮電流表A、電壓表V1和電壓表V2的內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響,則實驗測出的電池組的電動勢________真實值,電池組的內(nèi)阻________真實值。(小宇在進行電表的改裝時,從實驗室取了一塊內(nèi)阻未知,量程為200μA的電流計。小宇首先設(shè)計了如圖所示的電路測量該電流計的內(nèi)阻,已知電源為內(nèi)阻可忽略不計的學(xué)生電源。(1)小宇在測量電流計的內(nèi)阻時,進行了如下的操作:小宇將可調(diào)電阻R1、R2的阻值調(diào)至最大,僅閉合電鍵S1,調(diào)節(jié)電阻箱R1,同時觀察電流計直到讀數(shù)為200μA為止;然后________A.保持電鍵S1閉合,閉合電鍵S2,同時調(diào)節(jié)電阻箱R1、R2,直到電流計讀數(shù)為B.保持電鍵S1閉合,閉合電鍵S2,僅調(diào)節(jié)電阻箱R2,直到電流計讀數(shù)為100μA(2)通過(1)操作,若R2=100Ω,則測得電流計的內(nèi)阻為________;(A.50ΩB.100ΩC.200ΩD.300Ω(3)根據(jù)以上測量的數(shù)據(jù),如果將該電流計改裝成量程為3V的電壓表,則應(yīng)將該電流計________聯(lián)一定值電阻,該定值電阻的阻值為________Ω。某型號多用電表歐姆檔的電路原理圖如圖甲所示。微安表是歐姆表表頭,其滿偏電流Ig=500μA,內(nèi)阻Rg=950Ω。電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1Ω。電阻箱R1和電阻箱R2的阻值調(diào)節(jié)范圍均為(1)甲圖中的a端應(yīng)與___________(紅或黑)表筆連接。
(2)某同學(xué)將圖甲中的a、b端短接,為使微安表滿偏,則應(yīng)調(diào)節(jié)R1=______Ω;然后在a、b端之間接入一電阻Rx后發(fā)現(xiàn)微安表半偏,則接入的電阻阻值為Rx=__________Ω(3)如圖乙所示,該同學(xué)將微安表與電阻箱R2并聯(lián),利用該電路圖組裝一個“×100倍率”的歐姆表,要求歐姆表的表盤刻度示意圖如圖丙所示,其中央刻度標(biāo)“15”,則該同學(xué)應(yīng)調(diào)節(jié)R2=________Ω;用此歐姆表測量一個阻值約2000Ω的電阻,測量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1=________小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而變大.某同學(xué)為研究這一現(xiàn)象,用實驗得到如下數(shù)據(jù)(I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓):I/A00.100.200.260.34U/V00.200.400.600.80I/A0.380.420.450.470.50U/V1.001.201.401.602.00
(1)在圖2虛線框中畫出實驗電路圖.可用的器材有:電壓表、電流表、滑動變阻器(變化范圍0?10Ω)、電源、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干.
(2)在圖1中畫出小燈泡的U?I曲線.
(3)把該小燈泡接在電動勢為1.5V、內(nèi)阻是2.0Ω的電池兩端,小燈泡的實際功率是______.電容器作為儲能器件,在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對給定電容值為C的電容器充電,無論采用何種充電方式,其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖象都相同。
(1)請在圖1中畫出上述u?q圖象。類比直線運動中由v?t圖象求位移的方法,求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電能Ep。
(2)在如圖2所示的充電電路中,R表示電阻,E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進行兩次充電,對應(yīng)的q?t曲線如圖3中①②所示。
a.①②兩條曲線不同是______(選填E或R)的改變造成的;
b.電容器有時需要快速充電,有時需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論,說明實現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。
(3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對電容器充電,可實現(xiàn)電容器電荷量隨時間均勻增加。請思考使用“恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程,填寫下表(選填“增大”、“減小”或“不變”)?!昂懔髟础?2)中電源電源兩端電壓____________通過電源的電流____________某同學(xué)利用如圖所示的電路,測定一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻RL,實驗室提供下列器材:
①待測線圈L,阻值約為2Ω,額定電流為2A
②電流表A1量程為0.6A,內(nèi)阻r1為0.2Ω
③電流表A2量程為3A,內(nèi)阻r2約為0.2Ω
④變阻器R1阻值為0?10Ω,變阻器R2阻值為0?1kΩ
⑤電池E,電動勢為9V,內(nèi)阻很小
⑥定值電阻R3=10Ω,R4=1000Ω
⑦開關(guān)S1,S2
要求實驗時,改變變阻器的阻值,待電路穩(wěn)定時,可使在盡可能大的范圍內(nèi)測得多組A1表、A2表的讀數(shù)I1、I2,利用I2?I1的圖象,求出電感線圈的電阻。
(1)實驗中定值電阻應(yīng)選用______,變阻器應(yīng)選用______。(填代號)
(2)I2?I1對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為______。(選用題干所給出的物理符號表示)在物理課外活動中,小明同學(xué)制作了一個簡單的多用電表,圖甲為電表的電路原理圖.已知選用的電流表內(nèi)阻Rg=10?Ω、滿偏電流Ig=10?mA,當(dāng)選擇開關(guān)接3時為量程250?V的電壓表.該多用電表表盤如圖乙所示,下排刻度均勻,C為上排刻度線的中間刻度,由于粗心上排刻度線對應(yīng)數(shù)值沒有標(biāo)出.
(1)若指針指在圖乙所示位置,選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為________;選擇開關(guān)接3時讀數(shù)為________.(2)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢,小明同學(xué)在實驗室找到了一個電阻箱,設(shè)計了如下實驗:①將選擇開關(guān)接2,紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)R1②將多用電表紅、黑表筆與電阻箱相連,調(diào)節(jié)電阻箱使多用電表指針指在C處,此時電阻箱如圖丙所示,則C處刻度應(yīng)為________Ω.③計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為________V.(保留2位有效數(shù)字)(3)將選擇開關(guān)接2,調(diào)零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連,若指針指在圖乙所示位置,則待測電阻的阻值為________Ω.(保留2位有效數(shù)字)如圖所示為多用電表的示意圖。
(1)當(dāng)接通1或2時,為______________(選填“電流”“歐姆”或“電壓”)擋。2的量程比1的量程______________(選填“大”或“小”)。
(2)測量某電阻時,用歐姆擋“×10”擋時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小,他應(yīng)該換用歐姆擋__________(選填“×1”或“×100”)擋。(3)某同學(xué)想通過一個多用電表的歐姆擋直接測量某電壓表(量程為10?V)的內(nèi)阻(大約幾十千歐),該多用電表刻度盤上電阻刻度的中間值為30。
如圖甲所示,該同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為__________?Ω;如圖乙所示,電壓表的讀數(shù)為__________?V,歐姆表電池的電動勢為________?V。
答案和解析1.【答案】(1)U外=IR,測得一組I,R、U外的數(shù)據(jù)不能通過計算得到電動勢E和內(nèi)阻r,故同學(xué)A的方案不可行。
(2)1R
;4【解析】【分析】
本題考查實驗測定電源電動勢E和內(nèi)阻r,解決此類實驗探究題需要對電動勢概念,以及內(nèi)阻外阻概念理解清楚并結(jié)合歐姆定律求解。
【解答】
(1)U外=IR,測得一組I,R、U外的數(shù)據(jù)不能通過計算得到電動勢E和內(nèi)阻r,故同學(xué)A的方案不可行。
(2)由閉合電路歐姆定律E=U+UR·r,知:1U=rE·1R+1E有圖像可知成正比例關(guān)系則x為1R,結(jié)合圖線
1E=0.25V?1,E=4V。
斜率k=rE=0.30?0.250.2=14,內(nèi)阻:r=kE=1Ω。由于電壓表的分流,故電動勢的測量值偏小,內(nèi)阻的測量值偏小。
故答案為:(1)U外=IR,測得一組I,【解析】【分析】
本題考查多用電表的原理及使用。多用電表是基礎(chǔ)實驗儀器,應(yīng)熟練掌握。
【解答】
(1)根據(jù)多用電表的原理及電流應(yīng)從電流表的正接線柱流入,故甲圖中的a端應(yīng)與紅表筆連接;
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得Ig=ER1+Rg+r,代入數(shù)據(jù)得,R1=2049Ω;12Ig=ER1+Rg+r+Rx,代入解得Rx=3000Ω;
(3)由題目可知,測得的電阻為Rx=1500Ω,由閉合電路歐姆定律得12Ig=ER1+RgR【解析】(1)為便于調(diào)節(jié),并使測量盡量準(zhǔn)確,滑動變阻器采用分壓法連接,滑動變阻器應(yīng)選較小阻值,故選R1;為了安全,要使滑動變阻器最初接入電路阻值最大,故滑片P應(yīng)滑至a端;
(2)因電流表A1電阻已知,故可與待測電阻并聯(lián),測量待測電阻電壓。為多測測量使結(jié)果更精確采用分壓連接方式;
(3)Rx=UxIx(2)
【解析】【分析】本題考查電表的改裝原理和歐姆表工作原理,明確量程與所聯(lián)電阻器的關(guān)系,會求出量程,知道歐姆表的工作原理、應(yīng)用閉合電路歐姆定律即可正確解題。
(1)先確定接在不同位置時電流表與電阻是串聯(lián)還是并聯(lián)關(guān)系,若是并聯(lián)為電流表,若是串聯(lián)為電壓表,再據(jù)所聯(lián)的阻值求得相應(yīng)的量程。
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律,運用串并聯(lián)電路的特點,求出待測電阻的大小?!窘獯稹?/p>
(1)選擇開關(guān)接到1時為G與R1并聯(lián)為電流表,其量程為:I=IgRgR1+Ig=0.001×1001.01+0.001A≈0.1A;選擇開關(guān)接到2時為改裝后的電流表與R2串聯(lián)為電壓表,根據(jù)歐姆定律,有:U=IgRg+I故答案為:(1)2;0.1;10.0;(2)(R+r)
5.【答案】(1)
(2)AC
【解析】【分析】
(1)要求滑動變阻器以限流方式接入電路,滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中,考慮金屬棒向右運動,所受安培力向右,根據(jù)左手定則知,通過金屬棒的電流從上向下,把各個元件按順序串聯(lián)起來;
(2)根據(jù)安培力公式和動能定理進行分析。
本題考查電路實物圖連線,關(guān)鍵是明確實驗原理,注意滑動變阻器的限流接法和電表的正負(fù)接線柱,確定金屬棒中的電流方向是關(guān)鍵。
【解答】
(1)電路如右圖所示。
(2)根據(jù)公式F=BIL可得,適當(dāng)增加導(dǎo)軌間的距離或者增大電流,可增大金屬棒受到的安培力,根據(jù)動能定理得,F(xiàn)s?μmgs=12mv?2,則金屬棒離開導(dǎo)軌時的動能變大,即離開導(dǎo)軌時的速度變大,A、C正確;若換用一根更長的金屬棒,但金屬棒切割磁感線的有效長度即導(dǎo)軌間的寬度不變,安培力F不變,棒的質(zhì)量變大,速度v=2Fsm?μgs變小,故B錯誤。故選AC。
故答案為:(1)如圖所示
(2)AC
6.【答案】(1)φA【解析】解:(1)電流計G的示數(shù)為0時,由歐姆定律知,G的電壓為零,說明A、B兩點的電勢相等,即φA=φB.
(2)由于電流計G的示數(shù)為0,所以電流表的示數(shù)等于電壓表的電流與電阻R1的電流之和.則
在步驟1中,通過電壓表的電流IV=I1?U1R1
電壓表的內(nèi)阻為RV=U1IV=U1R1I1R1?U1
左右兩個電源兩極間的電壓相等,則有:U1=I1(RA+R2)
解得,電流表的內(nèi)阻RA=U1I1?R2.
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得:
E=【解析】【分析】本題考查了電表的改裝,伏安法測電阻和圖像問題,綜合性較強,難度較大。從實驗中沒有給出電壓表可判斷應(yīng)利用電流表改裝為一大量程電壓表,由此判斷A、B電阻的用途;由串并聯(lián)關(guān)系可計算出待測電阻阻值大??;利用串并聯(lián)關(guān)系結(jié)合數(shù)學(xué)知識列出兩電流關(guān)系式,結(jié)合圖像判斷斜率與待測電阻關(guān)系,即可計算阻值大小?!窘獯稹?1)由于本實驗沒有給電壓表,應(yīng)利用兩個靈敏電流表與一定值電阻串聯(lián)改裝為一量程接近1.5V的電壓表,結(jié)合電路圖可判斷A為定值電阻,B為待測電阻,A的阻值為U?UgIg=(2)由串并聯(lián)關(guān)系可知I1r1(3)由(2)問得到的關(guān)系式變形為I2=I1r故答案為(1)B;R2;(2)I
8.【答案】(1)A,D,E,
(2)
(3)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大;
(4)0.31。
【解析】【分析】
本題主要考查了描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗,中等難度。
要求掌握:(1)根據(jù)實驗要求選取合適電路,(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)選取實驗儀器(3)電路實物連線要注意按電路圖連接,連接順序為:從正極到負(fù)極,先干路再支路,先串聯(lián)再并聯(lián)。
【解答】
(1)小燈泡的額定電壓為4V,額定電流為0.5A,故電壓表選擇A,電流表選擇D,控制電路選擇分壓電路,故用阻值小的滑動變阻器,選擇E;
(2)由于小燈泡電阻較小,滿足
RV?Rx?>Rx?RA?,所以電流表應(yīng)用外接法,又變阻器采用分壓式接法,所以電路圖和實物連線圖如圖所示:
(3)由I?U圖象可知,小燈泡電阻隨溫度的升高而增大,
(4)根據(jù)圖像,估算得小燈泡的工作狀態(tài)為電壓U=1.45V,電流I=0.215A,電功率P=UI=0.31W。
故答案為(1)A,D,E;
(2)
(3)小燈泡電阻隨溫度的升高而增大;
(4)0.31。
9.【答案】(1)紅
;能;(2)【解析】【分析】(1)多用表的紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極;(2)將電流表改裝為電壓表應(yīng)串聯(lián)電阻,且串聯(lián)的電阻越大,其量程擴大越大;(3)將小量程的電流表改裝為大量程的電流表應(yīng)并聯(lián)電阻且并聯(lián)的電阻越小,量程擴大越大;(4)由電阻的串、并聯(lián)關(guān)系得到歐姆表的內(nèi)阻,由閉合電路的歐姆定律解得電阻的阻值?!窘獯稹?1)由于紅表筆應(yīng)接多用表內(nèi)部電源的負(fù)極,圖中,A表筆為紅表筆,若實驗室只有兩只紅表筆,找不到黑表筆,則仍能繼續(xù)使用該多用電表測電壓;(2)當(dāng)開關(guān)S接到5或6位置時為電壓擋,其中,開關(guān)S接到位置5時的量程比接到位置6時的量程小,開關(guān)S接到位置5時允許流入多用電表的最大電流等于開關(guān)S接到位置6時允許流入多用電表的最大電流;(3)當(dāng)開關(guān)S接到1或2位置時為電流擋,其中小量程為0~10?mA,大量程為0~100?mA。開關(guān)S接位置1時是大量程電流擋,圖中電阻R(4)已知圖中的電源E′的電動勢為9?V,當(dāng)把開關(guān)S接到位置4,短接A、B進行歐姆調(diào)零后,此歐姆擋內(nèi)阻為R=EIm=910×10?3Ω=900Ω,現(xiàn)用該擋測一未知電阻阻值,指針偏轉(zhuǎn)到電流表故答案為:(1)紅
;能;(2)?。坏扔?;(3)?1;290;(4)?900;600。
10.【答案】(1)x1k;短接;(2)①1;
②1.50×104;3.60;③12.0;④9.0;
【解析】【分析】(1)由多用電表的讀數(shù)原理,判斷倍率的選擇;(2)①由表筆電勢高低與電壓表的正負(fù)接線柱判斷表筆的接法;
②根據(jù)歐姆表和電壓表的讀數(shù)原理讀數(shù);③
由滑動變阻器的電阻為0時,歐姆表的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻;④由②和③中電壓表和歐姆表的讀數(shù),結(jié)合閉合電路歐姆定律,可以求解電源電動勢和內(nèi)阻。本實驗主要考查了多用電表的使用、原理以及閉合電路的歐姆定律,求解電源電動勢和內(nèi)阻的計算比較難?!窘獯稹?/p>
(1)
由多用電表讀數(shù)時偏角越小,說明電阻越大,因此要換大倍率的檔位,故選擇x1k檔位;(2)①由多用電表中紅表筆接電源負(fù)極,故紅表筆接在1端;②由電表讀數(shù)的方法以及有效數(shù)字保留的要求,可得歐姆表和電壓表的讀數(shù)分別是1.5×104Ω③由滑動變阻器的電阻為0,故多用電表的示數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻,故電壓表的內(nèi)阻為12.0kΩ;④設(shè)電源電動勢為E,內(nèi)阻為R內(nèi),則由②可得E=3.6VRV(1.5×104+R內(nèi))故答案為:(1)x1k;短接;
(2)①1;
②1.50×104;3.60;③12.0;④9.0;
11.【答案】(1)C(2)2(3)0.9
3.6
【解析】【分析】(1)要熟悉多用表的原理和結(jié)構(gòu),根據(jù)電表的結(jié)構(gòu)選出歐姆表、電壓表和電流表;(2)由電流表的改裝原理確定量程的大小,并由歐姆定律確定阻值的大??;(3)由閉合電路歐姆定律求得阻值。本題考查歐姆表的改裝原理,這一直是難點問題,知道其改裝原理也是歐姆定律,要多做練習(xí)?!窘獯稹?1)A、當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置4時,表頭與電表中的電源相連接,是電阻擋,故A正確;B、當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置6時,表頭與電阻串聯(lián),電阻起分壓作用,是電壓擋,故B正確;C、當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到5串聯(lián)的電阻小于旋轉(zhuǎn)到6串聯(lián)的電阻,可知旋轉(zhuǎn)到6,串聯(lián)的電阻大,分壓作用大,電壓表量程大,故C錯誤;D、根據(jù)電流“紅進黑出”可知,B表筆為黑表筆,A表筆為紅表筆,故D正確。故選C。(2)接2時并聯(lián)電阻大,分流小其量程小,(3)電源E′的電動勢為9V:,指針偏轉(zhuǎn)到電流表G1滿刻度的15處對應(yīng)電阻為R:則代入數(shù)據(jù)得:R=3600Ω=3.6KΩ故填:(1)C;(2)2;(3)0.9;3.6。
12.【答案】(1)紅;(2)2049;3000;
(3)950;1024。
【解析】【分析】本題考查多用電表的原理及使用。多用電表是基礎(chǔ)實驗儀器,應(yīng)熟練掌握。
【解答】
(1)根據(jù)多用電表的原理及電流應(yīng)從電流表的正接線柱流入,故甲圖中的a端應(yīng)與紅表筆連接;
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得Ig=ER1+Rg+r,代入數(shù)據(jù)得,R1=2049Ω;12Ig=ER1+Rg+r+Rx,代入解得Rx=3000Ω;
(3)由題目可知,測得的電阻為Rx=1500Ω,由閉合電路歐姆定律得12Ig=ER1+RgR2Rg+R2+r+【解析】【分析】
(1)根據(jù)電阻定義式可知,b點和坐標(biāo)系原點的連線的斜率為小燈泡在I=1.5A時的電阻;
(2)其中圖線a為(U1+U2)?I圖線,其中(U1+U2)為路端電壓,I為流過電源的電流,則圖線a與縱坐標(biāo)交點為電源電動勢,圖線的斜率為表示電源的內(nèi)阻;
(3)若考慮電流表A、電壓表V1和電壓表V2的內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響。實際上可以看出,用該實驗電路測出的路端電壓是準(zhǔn)確的,而電壓表V1分流的影響,電流表A測出的電流比流過電源的電流小,根據(jù)電源的U?I圖線即可判定誤差情況。
本題考查了測量電池組的電動勢E和內(nèi)阻r實驗、利用伏安特性曲線解決問題以及誤差分析的能力,難度一般。
【解答】
(1)b點和坐標(biāo)系原點的連線的斜率為小燈泡在I=1.5A時的電阻,所以電阻為:R=ΔUΔI=11.5Ω=0.7Ω;
(2)其中圖線a為(U1+U2)?I圖線,其中(U1+U2)為路端電壓,I為流過電源的電流,則圖線a與縱坐標(biāo)交點為電源電動勢,圖線的斜率為表示電源的內(nèi)阻。所以電源電動勢為:E=4.5V;內(nèi)阻:r=ΔUΔI=4.5?1.52.5Ω=1.2Ω;
(3)要考慮電流表A、電壓表V1和電壓表V2的內(nèi)阻對實驗結(jié)果的影響。此時可看出,用該實驗電路測出的路端電壓是準(zhǔn)確的,而電壓表V【解析】【分析】本題考查了半偏法測電流計內(nèi)阻與電壓表的改裝,知道實驗原理是解題的前提與關(guān)鍵,分析清楚實驗步驟即可解題;平時要注意基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)與積累。
(1)應(yīng)用半偏法測電流表內(nèi)阻時應(yīng)保持電流表兩端電壓與電路電流不變,據(jù)此分析答題;(2)根據(jù)實驗步驟與半偏法測電流表內(nèi)阻的實驗原理求出電流計內(nèi)阻;(3)把電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)分壓電阻,應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律可以求出串聯(lián)電阻阻值?!窘獯稹?1)應(yīng)用半偏法測電流計內(nèi)阻,應(yīng)先閉合電鍵S1,調(diào)節(jié)電阻箱R1,使電流計滿偏,然后保持電鍵S1閉合,閉合電鍵S2,僅調(diào)節(jié)電阻箱R2,直到電流計讀數(shù)為100μA為止,記下電阻箱R(2)閉合電鍵S2時,電流計與R2并聯(lián),它們兩端電壓相等、通過它們的電流相等,由歐姆定律可知,它們的電阻相等,則:Rg=R(3)把電流計改裝成3V的電壓表需要串聯(lián)分壓電阻,串聯(lián)電阻阻值:R=U故答案為:(1)B;(2)B;(3)串;14900。
15.【答案】(1)紅;(2)2049;3000;
(3)950;1024。
【解析】【分析】
(1)由多用電表的使用方法判斷a端接哪種表筆;
(2)由閉合電路歐姆定律求解R1及Rx;
(3)由閉合電路歐姆定律及多用電表原理分析求解。
本題考查多用電表的原理及使用。多用電表是基礎(chǔ)實驗儀器,應(yīng)熟練掌握。
【解答】
(1)根據(jù)多用電表的原理及電流應(yīng)從電流表的正接線柱流入,故甲圖中的a端應(yīng)與紅表筆連接;
(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得Ig=ER1+Rg+r,代入數(shù)據(jù)得,R1=2049Ω;12Ig=ER1+Rg+r+Rx,代入解得Rx=3000Ω;
(3)由題目可知,內(nèi)電阻為1500Ω,由閉合電路歐姆定律得,所以量程擴大1倍,得R2=950Ω;應(yīng)使得電流表指針指到中央刻度附近,由題知中值電阻為1500Ω,而G與R2并聯(lián)電阻為【解析】【分析】
(1)根據(jù)實驗原理可明確實驗中滑動變阻器以電流表的接法,從而得出電路圖;
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應(yīng)的伏安特性曲線;
(3)作出電源的伏安特性曲線,兩圖象的交點為燈泡的工作點,則由P=UI可求得實際功率.本題考查燈泡伏安特性曲線的實驗,要注意明確實驗原理,知道本實驗中應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法和電流表外接法,同時注意燈泡特性曲線為曲線,不能直接利用歐姆定律求解,應(yīng)通過圖象進行分析.
【解答】
(1)本實驗中需要由零開始調(diào)節(jié)電流,故應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法,同時燈泡內(nèi)阻較小,故采用電流用表外接法;如圖所示;
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點法可得出對應(yīng)的圖象如圖所示;
(3)在燈泡伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線,如圖所示,則可知燈泡的工作電壓為0.7V,電流為0.3A,則功率P=UI=0.7×0.3=0.21W.
故答案為:(1)如圖所示;(2)如圖所示;(3)0.21W.
17.【答案】(1)EP=12CU2
(2)a.
R;b.
快速充電時,R越小越好;而需要均勻充電時,R越大越好;
(3)
增大
不變【解析】解:(1)根據(jù)電容的定義Q=UC可知,U=qC,故電壓U與電量為正比例關(guān)系,故圖象如圖1所示;
根據(jù)圖象的性質(zhì)可知,圖象與q軸所圍成的面積表示電能,故有:EP=12?qU=12CU2;
(2)a、由圖可知,充電時電流不同,而最大電量相等,故說明圖象不同的原因是電阻R的改變造成的;
b、由圖象可知,當(dāng)R越小時充電時間越短;R越大時,電荷量隨時間變化趨向增勻,故需要快速充電時,R越小越好;而需要均勻充電時,R越大越好;
(3)由于電容充電后兩板間的電勢差增大,因此需要恒流源的電壓增大才能保證
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