《電學(xué)實(shí)驗(yàn)》提高訓(xùn)練題組省份：福建省姓名：江小安1．(改編)現(xiàn)有一小燈泡上標(biāo)有“，”的字樣，其中“x”字樣模糊不清，小明同學(xué)為了弄清這個(gè)小燈泡在正常工作時(shí)的實(shí)際電功率，他設(shè)計(jì)出如下電路進(jìn)行測量，如圖1所示，已知電源是三節(jié)新的干電池(內(nèi)阻可忽略不計(jì))，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω，1A”字樣，電流表(0～0.6A、0～3A，內(nèi)阻可忽略不計(jì))，電壓表(0～3V、0～15V)，所有器材均完好．(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，按實(shí)驗(yàn)電路把圖中的器材連線補(bǔ)充完整(導(dǎo)線不要交叉)．AAVLabRKE圖1圖2(2)小明在連接電路時(shí)，將最后一根導(dǎo)線接好后，就看到燈泡發(fā)光，而且很亮，同時(shí)電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度太大．你認(rèn)為他在連接電路時(shí)可能存在的錯(cuò)誤或不妥是：①②③實(shí)驗(yàn)次數(shù)12346電壓(V)電流(A)電阻(Ω)(3)正確連接電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，小明經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得到了五組數(shù)據(jù)，其中第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表示數(shù)如圖所示，請把讀數(shù)填在表中.①由表可知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為時(shí)，電流表讀數(shù)為A，小燈泡處于正常發(fā)光狀態(tài)，此時(shí)小燈泡的額定功率為W．②小明分析表中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)小燈泡中的電流與它兩端的電壓不成正比，請你分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：③在實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于處，這樣做的好處是：(4)假如電壓表0～15V量程已損壞，小明仍想測出小燈炮的額定功率，請你將小明設(shè)計(jì)的電路圖畫在圖中的方框內(nèi)．圖3答案：(1)如答圖1所示.答圖1答圖1AAVLabKER答圖2答圖2(2)①在連接電路時(shí)沒有將開關(guān)斷開；②滑動(dòng)變阻器滑片沒有調(diào)到使連入電路電阻最大的位置；③電壓表選擇了小量程.(3)①0.32A,；②燈絲電阻隨溫度的升高而增大；③最大阻值；防止電流過大，燒壞電路元件.(4)如答圖2所示.解析：(1)因?yàn)樾襞莸念~定電壓為，電壓表應(yīng)選0～15V量程；小燈泡功率介于1～2W之間，電阻約～Ω左右，電源是三節(jié)新的干電池，電路中最大電流約0.62A，考慮到滑阻的應(yīng)用，電流表0～0.6A量程即可；兩表電流從正接線柱流入、從負(fù)接線柱流出；(2)在連接電路時(shí)，將最后一根導(dǎo)線接好后，就看到燈泡發(fā)光，說明在連接電路時(shí)沒有將開關(guān)斷開；閉合開關(guān)時(shí)燈很亮，說明滑動(dòng)變阻器滑片沒有調(diào)到使連入電路電阻最大的位置；電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度太大，說明電壓表選擇了小量程；(3)①當(dāng)燈兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，燈正常發(fā)光，依據(jù)所選量程讀出電流表的示數(shù)為0.32A，利用P=UI=計(jì)算燈的額定功率；②隨著電壓的增大，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻率將增大，故燈絲電阻隨溫度的升高而增大；③滑動(dòng)變阻器應(yīng)置于阻值最大處，防止因電流過大而燒壞電路元件.(4)假如電壓表0～15V量程已損壞，可用0～3V的量程，不過要將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，又因安培表內(nèi)阻可忽略不計(jì),故當(dāng)電壓表的示數(shù)等于－=時(shí)，燈兩端的電壓就是，燈正常發(fā)光．2．(改編)現(xiàn)有一種遙控玩具用的電池，它的電動(dòng)勢E約為9V，內(nèi)阻r約為50Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA，為了測定這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖4所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電流表的量程為50mA，內(nèi)阻RA=10Ω，R1為電阻箱，阻值范圍0～Ω，R0是定值電阻，起保護(hù)電路的作用．RR0KR1A圖4圖5(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格供選擇，你認(rèn)為合理的是A.10ΩWB.150ΩWC.200ΩWD.2000ΩW(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)K，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)；改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖4所示的圖線(已知該直線的截距為4.0A-1)．則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢E為V，內(nèi)阻r為答案：(1)B(2)，～之間也可)解析：本題考查了課本實(shí)驗(yàn)原理的遷移與變式，器材選擇、電路原理分析、數(shù)形結(jié)合.(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至最小，通過負(fù)載的電流最大，Imax==50mA，代入數(shù)據(jù)求得R0=120Ω，通過R0的電流由可知，四個(gè)定值電阻都符合要求，但為了便于控制，選用略比120Ω大些的150Ω的定值電阻.(2)由得，直線斜率，即E=；由于截距得r=Ω.KRmAEVRxKVRmARxE3KRmAEVRxKVRmARxE圖6圖7已知他所選用的器材如下：R：2000Ω滑動(dòng)變阻器Rx:50Ω和1000Ω的定值電阻各一只mA：量程為5mA、內(nèi)阻約為10Ω的電流表V：量程為3V、內(nèi)阻大于1000Ω的電壓表E：兩節(jié)干電池實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)記錄如下：Rx(Ω)測量電路U(V)I(A)U/I(Ω)實(shí)驗(yàn)150Ω圖6×10-3圖7×10-3實(shí)驗(yàn)21000Ω圖6×10-31034圖7×10-3600由以上數(shù)據(jù)可知：a、由對比實(shí)驗(yàn)1可知，當(dāng)待測電阻阻值，誤差就越??；此時(shí)安培表應(yīng)采用接法，測量更準(zhǔn)確.b、由對比實(shí)驗(yàn)2可知，當(dāng)待測電阻阻值，誤差就越小；此時(shí)安培表應(yīng)采用接法，測量更準(zhǔn)確.答案：a、比伏特表內(nèi)阻值小得越多，外；b、比安培表內(nèi)阻值大得越多，內(nèi)解析：從表中數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)1中安培表的分壓作用不能忽略，造成誤差較大；實(shí)驗(yàn)2中伏特表的分流作用不能忽略，造成誤差較大。4．(原創(chuàng))某同學(xué)為了研究滑動(dòng)變阻器在限流式電路中的作用及滑動(dòng)變阻器的選取，其選用如圖8電路，若電源電動(dòng)勢E，內(nèi)阻較小可忽略不計(jì)，電壓表為理想電表，待測電阻阻值為Rx，滑動(dòng)變阻器最大阻值為R.(1)待測電阻Rx兩端電壓的調(diào)節(jié)范圍是.圖8圖9(2)為了能定量研究滑阻的滑動(dòng)片勻速往右移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變化情況，該同學(xué)作了如下改進(jìn)，將滑阻換成可讀數(shù)的電阻箱，如圖9所示.這樣就可讀出電壓表的示數(shù)隨外阻變化的規(guī)律.已知電源電動(dòng)勢E為4V，內(nèi)阻不計(jì)；定值電阻Rx阻值為1000Ω，電壓表量程為4V，現(xiàn)將電阻箱阻值從零開始增加，每次增加100Ω，并記下電壓表的讀數(shù)，直至增加至5000Ω，將所記錄的數(shù)據(jù)作出四個(gè)U-R圖象進(jìn)行分析,如圖10-a、10-b、10-c、10-d所示.(圖10-a)(圖10-b)(圖10-c)(圖10-d)①若選用量程為0～5000Ω的滑阻，試由圖10-a分析該圖象的特點(diǎn)：.②由以上各圖對比可知，欲使滑動(dòng)變阻器在限流式電路中起較好的控制作用，在可提供的四種滑動(dòng)變阻器(0～500Ω、0～1000Ω、0～2000Ω、0～5000Ω)中應(yīng)選用量程為的較為合理.選擇的理由是.答案：(1)(2)①當(dāng)滑動(dòng)片勻速移動(dòng)并且阻值在0～2000Ω時(shí)電壓變化范圍較大，但在2000～5000Ω間電壓在左右變化，滑阻起的作用不大,不利于測量.(意思相近也可)②0～2000Ω；當(dāng)滑阻阻值均勻變化時(shí)，電壓表示數(shù)變化也較為均勻，且指針在三分之一滿偏開始變化，利于讀數(shù).(意思相近也可)5．某物理興趣小組要精確測量一只電流表G(量程為lmA、內(nèi)阻約為l00Ω)的內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)室中可供選擇的器材有：電流表A1：量程為3mA內(nèi)阻約為200Ω；電流表A2：量程為0.6A，內(nèi)阻約為Ω；定值電阻R1：阻值為l0Ω；定值電阻R2：阻值為60Ω；滑動(dòng)變阻器R3：最大電阻20Ω，額定電流1.5A；直流電源：電動(dòng)勢，內(nèi)阻Ω；開關(guān)，導(dǎo)線若干.(1)為了精確測量電流表G的內(nèi)阻，你認(rèn)為該小組同學(xué)應(yīng)選擇的電流表為____、定值電阻為__________.(填寫器材的符號(hào))(2)在方框中畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖.(3)按照你設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得電流表A的示數(shù)為I1，電流表G的示數(shù)為I2，則電流表G的內(nèi)阻的表達(dá)式為rg=(4)請列出你所知道的測量電阻的方法：(至少寫出兩種)A1GR2KE、rR3答案：(1)A1GR2KE、rR3(4)伏安法、歐姆表法、半偏法、替代法、電橋法等均可答圖3解析：待測電流表G自身可測出電流，故只需測出其兩端的電壓，但沒有電壓表供選擇，只有定值電阻供選，且考慮電流表A1量程3mA，待測電流表G量程是1mA，可在待測電流表G兩端并聯(lián)一定值電阻，由電流表A1測出并聯(lián)的總電流I1，與待測電流表G測出的電流I2之差，即為通過定值電阻的電流，此時(shí)定值電阻兩端的電壓即為待測電流表G兩端的電壓；考慮儀表的安全及多次測量以減少誤差，可以使用滑動(dòng)變阻器的分壓接法；據(jù)答圖3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．答圖3待測電流表G量程是1mA，因此可以選電流表A1：量程為3mA，內(nèi)阻約為200Ω；當(dāng)通過電流表A1和待測電流表G的電流都達(dá)到滿量程時(shí)，此時(shí)通過并聯(lián)電阻的電流為2mA，考慮到待測電流表G內(nèi)阻約為100Ω，滿偏電壓約為，故并聯(lián)電阻阻值，則定值電阻最小應(yīng)為50Ω；現(xiàn)定值電阻只有兩個(gè)，若選用10Ω的，則并聯(lián)部分流過待測電流表G的電流約為，電流表指針不足三分之一滿偏；若用60Ω的，則并聯(lián)部分流過待測電流表G的電流約為，為保證電路安全，定值電阻應(yīng)選阻值為60Ω的R2更合理一些，但采用分壓電路后可以有效控制測量部分的電壓和電流.(2)待測電流表與定值電阻并聯(lián)，然后由電流表測出并聯(lián)電流，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，電路圖如圖所示．(3)電流表A的示數(shù)為I1，電流表G的示數(shù)為I2，通過定值電阻的電流為I=I1-I2，電流表G兩端的電壓U=IR2，待測電流表內(nèi)阻6.(改編)使用伏安法測電阻，不論是采用安培表內(nèi)接還是外接，仍然存在誤差.現(xiàn)在有人設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)電路來測定某一電阻Rx，其中的R是一個(gè)電阻箱，R0為滑動(dòng)變阻器，已知電壓表、電流表均符合實(shí)驗(yàn)要求，試根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)電路圖回答以下問題：AAVR0RxKER圖11(1)請簡述實(shí)驗(yàn)步驟，寫出實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量及求Rx的方程式或表達(dá)式.(2)能否利用上述電路圖測出A表的內(nèi)阻.答：(選填“能”或“不能”)；若“能”請簡述理由：；（不要求列出表達(dá)式）若“不能”，請?jiān)O(shè)法選擇圖中的電阻箱和電表測出此電表的內(nèi)阻并畫出電路圖.答案：(1)方法一：調(diào)整電阻箱，使其阻值為R1，記錄此時(shí)電壓、電流的值U1、I1；改變電阻箱的電阻值為R2時(shí)，記錄此時(shí)電壓和電流的值U2、I2，……①……②由以上兩式聯(lián)立，消去式中的RA，可得：……③(其它表達(dá)式也可)方法二：使電阻箱阻值為R1，對應(yīng)有一電流和電壓值，改變電阻箱阻值，同時(shí)改變滑動(dòng)變阻器，保持電壓表讀數(shù)不變,使電流表讀數(shù)為原來的2倍,記下此時(shí)電阻箱的阻值R2，則有：求得(2)能,由①②③式聯(lián)立可求得安培表的內(nèi)阻RA7．利用下表中的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一個(gè)電路來測量電流表A1的內(nèi)阻r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù).器材(代號(hào))規(guī)格電流表(A１)量程10mＡ，內(nèi)阻r１待測(約40Ω)電流表(A２)量程500μA，內(nèi)阻ｒ２＝750Ω電壓表(V)量程10V，內(nèi)阻ｒ３＝10kΩ電阻(R１)阻值約100Ω，作保護(hù)電阻用滑動(dòng)變阻器(R２)總阻值約50Ω電池(E)電動(dòng)勢V，內(nèi)阻很小電鍵(K)、導(dǎo)線若干(1)畫出電路圖,標(biāo)明器材代號(hào).(2)若選測量數(shù)據(jù)中的一組來計(jì)算r１，則所用的表達(dá)式為ｒ１＝，式中各符號(hào)的意義是：.答案：(1)電路圖如下答圖4(以下三種方案，任選一種均可)：RR1A1A2SER2A1A2SER1R2A1A2SER1R2方案一方案二方案三答圖4(2),式中I1、Ｉ2分別是電流表A１、A2的讀數(shù)，r1、r2分別是電流表A1、A2的內(nèi)阻.解析：題中直接判定必選的器材是電池E，電鍵K，導(dǎo)線若干.由A1量程是10mA，r1約為40Ω，E是電動(dòng)勢，可判定必須再選電阻R1，滑