2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題19 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(含解析).docx
《2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題19 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(含解析).docx》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題19 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(含解析).docx(40頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
專題19 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 第一部分名師綜述 綜合分析近幾年的高考物理試題發(fā)現(xiàn),試題在考查主干知識(shí)的同時(shí),注重考查必修中的基本概念和基本規(guī)律。 考綱要求 1、掌握電流表、電壓表和多用表的使用方法及電流表、電壓表和多用表的讀數(shù)方法;掌握多用表的使用方法。 2、掌握滑動(dòng)變阻器的使用方法及連接方法,會(huì)用伏安法測(cè)電阻。 3、能明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,能理解?shí)驗(yàn)原理和方法,能控制實(shí)驗(yàn)條件,會(huì)使用儀器,會(huì)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,會(huì)記錄、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并得出結(jié)論。 命題規(guī)律 1、與電阻測(cè)量有關(guān)的電學(xué)實(shí)驗(yàn)仍是2015年高考命題的熱點(diǎn),同進(jìn)伴隨對(duì)基本儀器的讀數(shù)能力的考查。 2、命題形式可能為填空、選擇性填空、電路圖或?qū)嵨镞B線、圖象圖表分析等。 3、重視對(duì)實(shí)驗(yàn)操作能力的考查;實(shí)驗(yàn)器材的選擇,包括滑動(dòng)變阻器、電阻箱、電表量程的選擇。 第二部分精選試題 1.太陽能電池帆板可以給衛(wèi)星、宇宙飛船提供能量。如圖甲,太陽能電池在有光照時(shí),可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,在沒有光照時(shí),可以視為一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為零的電學(xué)器件。 探究一:實(shí)驗(yàn)小組用測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)方法,用圖乙電路探究太陽能電池被不透光黑紙包住時(shí)的I-U特性曲線。 (1)圖乙中虛線處______(填“需要”、“不需要’’)連接導(dǎo)線:滑動(dòng)變阻器如圖丙所示,開關(guān)閉合前,滑片應(yīng)移至______(填“A”、“B”)端。 (2)通過實(shí)驗(yàn),在圖上作出被黑紙包住的太陽能電池的I-U特性曲線如圖,將其與一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電源和阻值為5kΩ的定值電阻串聯(lián)在一起,它消耗的電功率約為____W(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 探究二:在穩(wěn)定光照環(huán)境中,取下太陽能電池外黑紙,并按圖丁電路丁測(cè)量金屬絲的電阻率”。 (3)該小組用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí)讀數(shù)如圖戊所示,其直徑為____ mm (4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)I,金屬絲直徑為D、長度為l,則金屬絲電阻率為____(用上述測(cè)量量表示)。 (5)考慮電壓表與電流表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,金屬絲電阻的測(cè)量值_____(填“大于”、“等于”、“小于”)真實(shí)值。 【答案】需要A4.210-4W(3.810-4—4.610-4都行)0.790πD2U4LI小于 【解析】 【詳解】 (1)為了使電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大,滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法,則圖乙中虛線處需要連接導(dǎo)線;實(shí)驗(yàn)前應(yīng)使待測(cè)元件的分壓為零,滑片應(yīng)移至A端。 (2)將其與一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3V(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電源和阻值為5kΩ的定值電阻串聯(lián)在一起時(shí),可等效為將其接在電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為5kΩ的電源上,將等效電源的I—U圖象畫在元件的I—U圖象上,交點(diǎn)處電壓與電流的乘積即為它消耗的電功率(如圖),即I=210uA,U=1.9V,則P=IU=4.010-4W。 (3)螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑為:0.5mm+0.01mm29.0=0.790mm; (4)由電阻定律R=ρls,以及R=UI,可得ρ=πD2U4LI。 (5)由于電壓表的分流作用,使得電阻上電流的測(cè)量值偏大,則電阻測(cè)量值偏小. 2.某研究性實(shí)驗(yàn)小組為探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力(風(fēng)力)的影響因素,進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究。如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖。其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲,電阻絲阻值較大;一質(zhì)量和電阻均不計(jì)的細(xì)長裸金屬絲一端固定于O點(diǎn),另一端懸掛小球P,無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直,恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸,OC=H;有風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲將偏離豎直方向,與電阻絲相交于某一點(diǎn)(如圖中虛線所示,細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸)。 (1)已知電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連,球P的質(zhì)童為m,重力加速度為g,由此可推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)U的關(guān)系為F=_______。 (2)研究小組的同學(xué)猜想:風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因數(shù)有關(guān),于是他們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)后獲得了如下數(shù)據(jù):(下表中風(fēng)速v的單位為m/s,電壓U的單位為V,球半徑r的單位為m)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是_______(比例系數(shù)用k表示)。 【答案】mgULEHF=kvr 【解析】 【詳解】 (1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,對(duì)小球受力分析,設(shè)金屬絲與豎直方向的夾角為θ,由平衡條件可得,風(fēng)力F=mgtanθ。金屬絲與電阻絲交點(diǎn)與C點(diǎn)間長度為x=Htanθ,電阻Rx=HtanθLR;由串聯(lián)分壓規(guī)律可知電壓表示數(shù)U=RxRE=HtanθLE。聯(lián)立解得:F=mgLEHU。 (2)由表中數(shù)據(jù)可得,在球半徑一定的情況下,電壓表示數(shù)與風(fēng)速成正式,則風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比,即F與v成正比。 由球的體積公式、密度公式和F=mgLEHU可得,F(xiàn)=mgLEHU=ρgLEH?43πr3U;在風(fēng)速一定的情況下,球半徑增大到原來的兩倍,電壓表示數(shù)減小為原來的14,可得風(fēng)速一定的條件下,風(fēng)力與半徑的關(guān)系為F與r成正比。 綜上,風(fēng)力大小F與風(fēng)速大小v和球半徑r的關(guān)系是F=kvr。 3.圖甲為歐姆表的電路原理圖,可將歐姆表內(nèi)部(圖中虛線框內(nèi))等效為一電源。設(shè)計(jì)圖乙電路測(cè)量歐姆表某擋位的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,具體操作如下: A.將歐姆表的_______旋至某擋位,a、b兩表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕進(jìn)行_____; B.將毫安表與滑動(dòng)變阻器R1按圖乙連接; C.調(diào)節(jié)消動(dòng)變阻器R1滑片的位置,讀出亳安表的示數(shù) I和對(duì)應(yīng)的歐姆表示數(shù)R,將多組數(shù)據(jù)填入表中。 1 2 3 4 5 6 R/kΩ 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 I/mA 1.48 1.20 1.03 0.86 0.74 0.67 1/I/mA-1 0.68 0.83 0.97 1.16 1.35 1.49 完成下列內(nèi)容: (1)填寫操作A中橫線上的內(nèi)容: (2)圖甲中a為__________(選填“紅”、“黑”)表筆; (3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點(diǎn)(第四組數(shù)據(jù))并畫出1I-R關(guān)系圖象__________; (4)由圖象可得歐姆表該檔位的電動(dòng)勢(shì)為__________V,內(nèi)阻為__________kΩ。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 【答案】(1)選擇開關(guān);歐姆調(diào)零(2)紅(3)見解析;(4)3.0V;1.5kΩ 【解析】 【詳解】 A、將歐姆表的選擇開關(guān)旋至某擋位,a、b兩表筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕進(jìn)行歐姆調(diào)零; (2)圖甲中a為紅表筆; (3)畫出1I-R關(guān)系圖象如圖; (4)設(shè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,則E=I(R+r),即1I=1ER+rE由圖像可知:1E=(1.5-0.5)1033103=13;rE=0.5103,解得E=3.0V;r=1.5kΩ 4.某同學(xué)要測(cè)量額定電壓為3 V的某圓柱體電阻R的電阻率ρ。 (1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長度,如圖所示,則其長度L=____ mm。 (2)為精確測(cè)量R的阻值,該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測(cè)其電阻。他將紅黑表筆分別插入“+”“-”插孔中,將選擇開關(guān)置于“1”擋位置,然后將紅、黑表筆短接調(diào)零,此后測(cè)阻值時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度如圖甲所示。試問: ①為減小讀數(shù)誤差,該同學(xué)應(yīng)將選擇開關(guān)置于“__”擋位置。 ②再將紅、黑表筆短接,此時(shí)發(fā)現(xiàn)指針并未指到右邊的“0 Ω”處,如圖乙所示,那么他該調(diào)節(jié)____直至指針指在“0 Ω”處再繼續(xù)實(shí)驗(yàn),結(jié)果看到指針指在如圖丙所示位置。 ③現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了下列可選用的器材: A.靈敏電流計(jì)G(量程200 μA,內(nèi)阻300 Ω) B.電流表A(量程0.6 A,內(nèi)阻約0.3 Ω) C.電壓表V1(量程3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) D.電壓表V2(量程15 V,內(nèi)阻約5 kΩ) E.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為10 Ω) F.最大阻值為99.99 Ω的電阻箱R2 以及電源E(電動(dòng)勢(shì)4 V,內(nèi)阻可忽略)、開關(guān)、導(dǎo)線若干 若為了提高測(cè)量精確度并且使電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大,除電源、開關(guān)、導(dǎo)線以外還應(yīng)選擇的最恰當(dāng)器材(只需填器材前面的字母)有____。請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的電路圖。 【答案】(1)30.75(2)①10②歐姆調(diào)零旋鈕③ACEF 電路圖如圖所示 【解析】 【詳解】 (1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為30mm+150.05mm=30.75mm (2)①歐姆表的零刻度是在表的右側(cè),指針偏轉(zhuǎn)角度過小,說明阻值大,擋數(shù)小,應(yīng)該換到更高一檔,即“10”檔。 ②調(diào)節(jié)檔位后需要再次將黑紅筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕。 ③由圖丙可看出電阻阻值大約為150Ω,電阻額定電壓為3V,所以選用電壓表V1,電路電流約為3150=0.02A,器材B電流表量程過大,應(yīng)該選取靈敏電流計(jì)和R2并聯(lián)改造成電流表使用,同時(shí)需要滑動(dòng)變阻器改變電壓多次測(cè)量,故需要的器材為ACEF;題目要求電阻R兩端電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大,則滑動(dòng)變阻器采用分壓接法,被測(cè)電阻阻值較大,所以采用電流表內(nèi)接法,綜合以上因素可畫出電路圖如圖所示: 5.小明和小亮想利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率,所用電阻絲的電阻約為20Ω。長度約50cm, a.用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑讀數(shù)如圖,則其直徑為_______mm。 b.小明首先用如下電路測(cè)量,他把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱8和9上,連接好電路,合上開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端的過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化。由此可以推斷:電路中________(選填圖中表示接線柱的數(shù)字)之間出現(xiàn)了________(選填“短路”或“斷路”)。 c.小亮想用另外的方法測(cè)量電阻絲的電阻。他又找來一個(gè)電阻箱R(0~9999Ω)、一個(gè)小金屬夾,按照如圖所示連接電路,在電阻絲上夾上一個(gè)與接線柱c相連的小金屬夾,沿電阻絲移動(dòng)金屬夾,可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置,從而改變接入電路中電阻絲的長度。然后進(jìn)行了如下操作: A.調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大,閉合開關(guān); B.將金屬夾夾在電阻絲最右端,調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值,使電流表滿偏,記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L; C.改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置,調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值,使電流表再次滿偏。重復(fù)多次,記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長度L; D.?dāng)嚅_開關(guān); E.用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長度L的數(shù)據(jù),繪出了如圖所示的R-L關(guān)系圖線,圖線在R軸的截距為R0,在L軸的截距為L0。 結(jié)合測(cè)出的電阻絲直徑d,可求出這種電阻絲材料的電阻率ρ=________(用給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示)。 d.若小亮在本實(shí)驗(yàn)中的操作、讀數(shù)及計(jì)算均正確無誤,那么由于電流表內(nèi)阻的存在,對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生影響?答:______________________。(選填“偏大、偏小、沒有影響”) 【答案】0.2607-9斷路πd2R04L0沒有影響 【解析】 【詳解】 a.用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑讀數(shù)為:0.01mm26.0=0.260mm。 b.電壓表和電流表的指針只在圖示位置發(fā)生很小的變化,電壓表示數(shù)很大,電流表示數(shù)為零。由此可以推斷:電路中7-9之間出現(xiàn)了斷路。 c.由題意可知,每次電流表都調(diào)到滿偏位置,可知每次調(diào)節(jié)電路的總電阻相同,則: R+ρLS=R總(定值),即R =R總-ρSL,則R總=R0;ρS=R0L0,解得ρ=R0L0S=R0L0?14πd2=πR0d24L0; d.此實(shí)驗(yàn)中,若考慮電流表的內(nèi)阻RA,則表達(dá)式為R+ρLS+RA=R總,則R =(R總-RA)-ρSL,則R-L圖像的斜率不變,即電流表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響. 6.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易的多用表,內(nèi)部電路如圖,其中G為靈敏電流計(jì),S為單刀多擲電鍵(功能鍵). (1)當(dāng)S置于1或2位置時(shí)用于測(cè)_____,且S置于____時(shí)其量程較大;將功能鍵置于5位置時(shí)用于測(cè)___; (2)測(cè)電壓時(shí),電流從_____端流入多用表(選填“紅”或“黑”); (3)如圖乙和丙是另一位同學(xué)設(shè)計(jì)的兩種歐姆表的內(nèi)部電路,改裝后的表盤如圖丁,倍率分別為10Ω和100Ω.則設(shè)計(jì)合理的是圖________(選填“乙”或“丙”)的電路,原因是:________; (4)若電源E1的內(nèi)阻不計(jì),靈敏電流計(jì)表G內(nèi)阻Rg=10Ω,該多用電表功能選擇開關(guān)S接“1”時(shí)測(cè)電阻的倍率為“10Ω”,其中R1=_____________Ω. 【答案】電流1電阻紅丙表頭滿偏電流一定,只有不同電源才能實(shí)現(xiàn)倍率的變換140Ω 【解析】 【詳解】 (1)多用電阻若測(cè)電流,應(yīng)讓表頭與電阻并聯(lián),即當(dāng)S置于1或2位置時(shí)用于測(cè)電流,且S置于1時(shí)其量程較大,將功能鍵置于5位置時(shí)用于測(cè)電阻; (2)多用電表測(cè)電壓與電流時(shí),電流從紅表筆流入; (3)圖乙中電源為E1,表頭滿偏電流一定,則歐姆表的內(nèi)阻為定值,無法實(shí)現(xiàn)倍率的變換,所以選擇圖丙,原因?yàn)楸眍^滿偏電流一定,只有不同電源才能實(shí)現(xiàn)倍率的變換. (4)根據(jù)丁圖可知,歐姆表的內(nèi)阻為1510=150Ω,則R1=150-10=140Ω. 7.要測(cè)量一節(jié)內(nèi)阻較大的干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路,電路中的定值電阻R1=8 Ω. (1)閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最右端.閉合開關(guān)后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄多組電壓表的示數(shù)U1、U2,填在下表中,請(qǐng)根據(jù)表格數(shù)據(jù)在圖下所示的坐標(biāo)系中作出U2-U1的_______圖象. U1/V 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 U2/V 1.05 0.90 0.75 0.70 0.45 0.30 根據(jù)作出的圖象可得到電池的電動(dòng)勢(shì)E=____ V,電池的內(nèi)阻r=____ Ω. (2)由于電壓表V1內(nèi)阻的存在,測(cè)得的干電池電動(dòng)勢(shì)________(填“大于”“等于”或“小于”)電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值,測(cè)得的干電池內(nèi)阻________(填“大于”“等于”或“小于”)內(nèi)阻的真實(shí)值. 【答案】(1 )如圖所示 1.204.0(2)等于大于 【解析】 【詳解】 (1)由表中數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法得出對(duì)應(yīng)的圖象如圖所示; 由閉合電路歐姆定律可知:E=U1+U2+U1Rr, 解得:U2=E-R+rRU1, 由圖可知,電動(dòng)勢(shì)E=1.20V; 圖像斜率k=R+rR=1.20.8; 解得:r=4.0Ω (3)由以上公式可得,由于V1內(nèi)阻的影響,干路電流應(yīng)大于U1R,故題目中出現(xiàn)誤差; 當(dāng)外電路斷路時(shí),電阻的影響可以忽略;故對(duì)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量沒有影響;故電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值;但如果考慮電壓表內(nèi)阻,表達(dá)式應(yīng)為:U2=E-R+rRU1 ,因R′<R,故內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值; 故答案為:(1)1.20;4.0;(2)V1;等于;大于。 【點(diǎn)睛】 根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式,從而明確電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻; 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及表達(dá)式分析誤差來源,并根據(jù)電表帶來的影響明確誤差情況 8.在練習(xí)使用多用表時(shí),某同學(xué)將選擇開關(guān)撥至“10Ω”檔時(shí),歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可簡化成圖甲中虛線框內(nèi)的電路,其中定值電阻R0與電流表G的內(nèi)阻之比R0:Rg=1:4,電流表G的量程已知,故能正確讀出流過電流表G的電流值.歐姆表示已經(jīng)進(jìn)行了必要的調(diào)零.該同學(xué)想用一個(gè)電阻箱Rx較精確的測(cè)出倍率下電路中電源的電動(dòng)勢(shì)E和歐姆表的總內(nèi)阻R內(nèi),他的操作步驟是: a.將歐姆表與電阻箱Rx連成圖甲所示的閉合回路 b.改變電阻箱阻值,記下電阻箱示數(shù)Rx和與之對(duì)應(yīng)的電流表G的示數(shù)I0; c.將記錄的各組Rx、IG的數(shù)據(jù)描點(diǎn)在乙圖中,得到IIG-Rx圖線如圖乙所示; d.根據(jù)乙圖作得的IG-Rx圖線,求出電源的電動(dòng)勢(shì)E和歐姆表的總內(nèi)阻R內(nèi). 圖甲中,a表筆的顏色是________,電源的電動(dòng)勢(shì)E為_______V,歐姆表總內(nèi)阻R內(nèi)為_____Ω.電流表G的量程是__________A. 【答案】黑91800.01 【解析】 【詳解】 由圖甲所示可以知道,a與電源正極相連,根據(jù)電流“紅進(jìn)黑出”可知,a表筆是黑色的;由圖甲所示,在閉合電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=IR內(nèi)+Rx,而又因R0:Rg=1:4,則I=5Ig,則E=5IgR內(nèi)+Rx,故1Ig=5ERx+5R內(nèi)E,由圖乙所示圖象可以知道,圖象縱軸截距b=5R內(nèi)E=100①,圖像斜率k=5E=300-100360=59②,計(jì)算得出:E=9V,內(nèi)阻R內(nèi)=180Ω,電流表G的滿偏電流為Ig=ER內(nèi)15=918015A=0.01A,則電流表量程為0.01A。 9.某型號(hào)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(dòng)勢(shì)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(gè)“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(cè)量一個(gè)阻值約2000Ω的電阻,測(cè)量前應(yīng)調(diào)節(jié)R1=________Ω。 【答案】紅204930009501024 【解析】 【分析】 (1)根據(jù)對(duì)多用電表結(jié)構(gòu)的掌握分析答題; (2)根據(jù)閉合電路歐姆定律分析答題; (3)根據(jù)電路圖應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出改裝歐姆表的表達(dá)式,利用電流表的改裝原理求解并聯(lián)電阻. 【詳解】 (1)根據(jù)萬用表的流向和偏轉(zhuǎn)規(guī)律可知電流從紅表筆進(jìn)黑表筆出向右偏,則a端接紅表筆. (2)歐姆調(diào)零時(shí)根據(jù)閉合電路的歐姆定律Ig=ERg+r+R1,解得:R1=EIg-(Rg+r)=2049Ω;當(dāng)接入Rx后,電流為滿偏的一半,則Ig2=ERg+r+R1+Rx,可得Rx=Rg+r+R1=3000Ω. (3)因歐姆表的中央刻度為15,倍率為“100”,則歐姆表的內(nèi)阻RΩ=15100Ω=1500Ω,故調(diào)零時(shí)的滿偏電流為I=ERΩ=110-3A,表頭和R2并聯(lián)改裝為電流表,由并聯(lián)分流電壓相等IgRg=(I-Ig)R2,解得R2=950Ω;改裝后的歐姆表需要進(jìn)行歐姆調(diào)零,則RΩ=1500Ω=Rg?R2Rg+R2+R1+r,解得:R1=1024Ω. 【點(diǎn)睛】 歐姆表刻度盤中央刻度值是中值電阻,歐姆表中值電阻阻值等于歐姆表內(nèi)阻;知道歐姆表的工作原理即可正確解題. 10.某同學(xué)想測(cè)定某節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供了合適的實(shí)驗(yàn)器材,甲同學(xué)按電路圖a進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn),其中R0=1.0Ω,則: (1)由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖b所示,可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=____V,內(nèi)電阻r=_____Ω,(結(jié)果保留2位有效數(shù)字); (2)在上述實(shí)驗(yàn)過程中存在系統(tǒng)誤差,在下圖所繪圖象中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的直實(shí)值與通過電源電流直實(shí)值關(guān)系的圖象,實(shí)線是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出的圖象,則下圖中能正確表示二者關(guān)系的是______ (3)乙同學(xué)將測(cè)量電路連接成如圖c所示,其他操作正確,由電壓表的讀數(shù)U和電流表的讀數(shù)I,畫出U-I圖線如圖d所示,可得電源的電動(dòng)勢(shì)E=_____V,內(nèi)電阻r=_____Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字). 【答案】(1)3.0V;0.33Ω(2)A(3)2.9V0.50Ω; 【解析】 【分析】 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析,根據(jù)圖象即可得出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻; (2)明確實(shí)驗(yàn)誤差原因,根據(jù)測(cè)量值和真實(shí)值之間的關(guān)系確定正確的圖象; (3)明確電路結(jié)構(gòu),知道滑動(dòng)變阻左右兩端并聯(lián)接入電路,則根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律和圖象結(jié)合可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。 【詳解】 (1)電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì),由圖示圖象可知,電源電動(dòng)勢(shì):E=3.0V, 電源內(nèi)阻:r=△U△I=2.40-1.601.00-0.40-R0≈1.33-1=0.33Ω; (2)本實(shí)驗(yàn)采用相對(duì)電源的電流表外接法,由于電壓表不是理想電表,故存在分流現(xiàn)象,導(dǎo)致電流表示數(shù)偏??;而當(dāng)外電路短路時(shí),電壓表的分流可以忽略,故真實(shí)圖象和測(cè)量圖象在橫軸上的交點(diǎn)相同,故A正確,BCD錯(cuò)誤,故選A. (3)由乙同學(xué)的電路接法可知,R左右兩部分并聯(lián)后與R0串聯(lián),則可知,在滑片移動(dòng)過程中,滑動(dòng)變阻器接入電阻先增大后減小,則路端電壓先增大后減小,所以出現(xiàn)圖d所示的圖象,則由圖象可知,當(dāng)電壓為2.40V時(shí),電流為0.50A,此時(shí)兩部分電阻相等,則總電流為I1=1A;而當(dāng)電壓為2.30V時(shí),電流分別對(duì)應(yīng)0.33A和0.87A,則說明當(dāng)電壓為2.4V時(shí),干路電流為I2=0.33+0.87=1.2A; 則根據(jù)閉合電路歐姆定律可得:2.40=E-r,2.30=E-1.2r,解得:E=2.9V,r=0.50Ω; 【點(diǎn)睛】 本題考查電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn),用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理是閉合電路歐姆定律,要注意掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法以及誤差分析的方法 11.如圖甲所示是一個(gè)多量程多用電表的簡化電路圖,請(qǐng)完成下列問題。 (1)多用電表的紅表筆應(yīng)是圖甲中的______端(填“A”或“B”)。 (2)測(cè)量直流電流、直流電壓和電阻各有兩個(gè)量程。當(dāng)選擇開關(guān)S旋到位置5、6時(shí),電表用來測(cè)量_________;當(dāng)S旋到位置________時(shí),電表可測(cè)量直流電流,且量程較大。 (3)某同學(xué)用此多用表測(cè)量某電學(xué)元件的電阻,選用“10”倍率的歐姆擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小,因此需選擇_________(填“1”或“100”)倍率的歐姆擋。若該多用表使用一段時(shí)間后,電池電動(dòng)勢(shì)變小,內(nèi)阻變大,但此表仍能歐姆調(diào)零,用正確使用方法再測(cè)量同一個(gè)電阻,則測(cè)得的電阻值將_________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。 (4)某實(shí)驗(yàn)小組利用下列器材研究歐姆擋不同倍率的原理,組裝如圖乙所示的簡易歐姆表。實(shí)驗(yàn)器材如下: A.干電池(電動(dòng)勢(shì)E為3.0V,內(nèi)阻r不計(jì)); B.電流計(jì)G(量程300 μA,內(nèi)阻99Ω); C.可變電阻器R; D.定值電阻R0=1Ω; E.導(dǎo)線若干,紅黑表筆各一只。 ①表盤上100 μA刻度線對(duì)應(yīng)的電阻刻度值是___________Ω; ②如果將R0與電流計(jì)并聯(lián),如圖丙所示,這相當(dāng)于歐姆表換擋,則換擋后可變電阻器R阻值應(yīng)調(diào)為_________Ω,換擋前、后倍率之比為___________。 【答案】(1)A(2)直流電壓1(3)100偏大(4)①2104②99.01100:1 【解析】 【分析】 (1)多用電表的紅表筆應(yīng)該接歐姆檔的內(nèi)部電源的負(fù)極;(2)靈敏電流計(jì)與分壓電阻串聯(lián)可以改裝成電壓表,靈敏電流計(jì)與分流電阻并聯(lián)可以改裝成電流表,并聯(lián)電阻阻值越小電流表量程越大;(3)用歐姆表測(cè)電阻,要選擇合適的擋位使指針指在中央刻度線附近.(4)歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律,應(yīng)用閉合電路歐姆定律可以求出電阻阻值。 【詳解】 (1)多用電表的紅表筆應(yīng)該接歐姆檔的內(nèi)部電源的負(fù)極,則應(yīng)是圖甲中的A端。 (2)由圖甲所示可知,當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置5、6時(shí),表頭G與電阻串聯(lián),此時(shí)可用來測(cè)量直流電壓;由圖甲所示電路圖可知,當(dāng)S旋到位置1時(shí)與表頭G并聯(lián)的電阻阻值較小,此時(shí)電流表量程較大.(3)測(cè)量某電學(xué)元件的電阻,選用“10”倍率的電阻擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)很小,說明所選擋位太小,為準(zhǔn)確測(cè)量電阻阻值,需選擇100倍率的電阻擋,重新歐姆調(diào)零后再測(cè)量. 當(dāng)電池電動(dòng)勢(shì)變小、內(nèi)阻變大時(shí),歐姆得重新調(diào)零,由于滿偏電流Ig不變,由公式:Ig=ER內(nèi),歐姆表內(nèi)阻R內(nèi)得調(diào)小,待測(cè)電阻的測(cè)量值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)出來的,由I=ER內(nèi)+Rx=Ig1+RXR內(nèi),可知當(dāng)R內(nèi)變小時(shí),I變小,指針跟原來的位置相比偏左了,故歐姆表的示數(shù)變大了,測(cè)得的電阻值將偏大. (4)①歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻,則中間刻度值對(duì)應(yīng)示數(shù)為:R中=R內(nèi)=EIg=330010-6=1104Ω; 有:Ig=ER內(nèi),13Ig=ER內(nèi)+R, 解得:R=2104Ω; ②電流表內(nèi)阻為99Ω,給電流表并聯(lián)1Ω的電阻,則電流計(jì)滿偏時(shí)兩端的電壓為30010-699V=2.9710-2V,此時(shí)變阻器電流為30010-6A+2.9710-21A=310-2A;則變阻器的阻值為3-2.9710-2310-2Ω=99.01Ω;因電流表量程擴(kuò)大100倍,用該電流表改裝成歐姆表,同一刻度對(duì)應(yīng)的電阻值變?yōu)樵瓉淼?100,歐姆表換擋前、后倍率之比等于100:1; 【點(diǎn)睛】 歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律,知道歐姆表的工作原理是解題的關(guān)鍵;歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻;應(yīng)用閉合電路歐姆定律可以解題. 12.某同學(xué)用伏安法測(cè)量電阻Rx(約為100Ω)的阻值。準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有下列器材: A.電源(電動(dòng)勢(shì)E約為10V,內(nèi)阻未知) B.電流表A1(0~200mA,內(nèi)阻r=10Ω) C.電流表A2(0~300mA,內(nèi)阻約為15Ω) D.電阻箱R(最大阻值999.9Ω,符號(hào)) E.滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω,額定電流5A) F.滑動(dòng)變阻器R2(0~1kΩ,額定電流0.5A) (1)由于準(zhǔn)備的器材中沒有電壓表,需要用電流表改裝一個(gè)量程為10V的電壓表,應(yīng)選電流表___________(填寫器材前的字母序號(hào)),將選定的電流表與電阻箱_______(填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”),并把電阻箱的阻值調(diào)至__________Ω。 (2)實(shí)驗(yàn)要求待測(cè)電阻兩端的電壓能夠從零開始變化,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填寫器材前的字母序號(hào))。 (3)在答題卡的虛線框內(nèi)畫出電路圖,并標(biāo)上所用器材的代號(hào),要求盡量減小誤差_____。 (4)某一次實(shí)驗(yàn)讀出電流表A1的示數(shù)I1=146mA,電流表A2的示數(shù)I2=218mA,待測(cè)電阻Rx=_____Ω (結(jié)果保留一位小數(shù))。 【答案】(1)B;串聯(lián);40;(2)E;(3)電路圖如圖所示; (4)101.4 【解析】 【分析】 (1)選擇內(nèi)阻確切已知的電流表作為改裝的表用,根據(jù)電表的改裝原理結(jié)合歐姆定律即可分析求解; (2)因?yàn)橐蟠郎y(cè)電阻兩端的電壓能夠從零開始變化,故選擇分壓式電路,在保證安全的前提下,為方便實(shí)驗(yàn)操作,應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器; (3)合理選擇內(nèi)外接,作出實(shí)驗(yàn)電路圖。 (4)根據(jù)歐姆定律結(jié)合串并聯(lián)電路特點(diǎn),即可計(jì)算出待測(cè)電阻Rx。 【詳解】 (1)改裝用的電流表內(nèi)阻必須確定,故選擇B,改裝電壓表需要將電流表與電阻箱串聯(lián),改裝電壓表的量程:Umax=10V,電流表的內(nèi)阻:r=10Ω,滿偏電流:I1=200mA=0.2A;根據(jù)歐姆定律可得:Umax=I1(r+R)=10V;可得電阻箱的阻值:R=40Ω; (2)實(shí)驗(yàn)要求待測(cè)電阻兩端的電壓能夠從零開始變化,故選擇分壓式電路,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選最大阻值較小的E。 (3)因?yàn)楦难b后的電壓表內(nèi)阻已知,故選擇將電流表A2外接,故畫出電路圖,如圖所示: (4)電流表A1的示數(shù)I1=146mA=0.146A,電流表A2的示數(shù)I2=218mA=0.218A, 根據(jù)歐姆定律結(jié)合串并聯(lián)電路特點(diǎn)可得:Rx=I1R+rI2-I1=0.14640+100.218-0.146Ω≈101.4Ω 【點(diǎn)睛】 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材選擇、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則,認(rèn)真審題、理解題意與實(shí)驗(yàn)步驟、知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵。 13.實(shí)驗(yàn)室有一破損的雙量程電壓表,兩量程分別是3V和15V,其內(nèi)部電路如圖所示,因電壓表的表頭G已燒壞,無法知道其電學(xué)特性,但兩個(gè)精密電阻R1、R2完好,測(cè)得R1=2.9kΩ,R2=14.9kΩ.現(xiàn)有兩個(gè)表頭,外形都與原表頭G相同,已知表頭G1的滿偏電流為1mA,內(nèi)阻為50Ω;表頭G2的滿偏電流0.5mA,內(nèi)阻為200Ω,又有三個(gè)精密定值電阻r1=100Ω,r2=150Ω,r3=200Ω.若保留R1、R2的情況下,對(duì)電壓表進(jìn)行修復(fù),根據(jù)所給條件回答下列問題: (1)原表頭G滿偏電流I=_______,內(nèi)阻r=_______. (2)在虛線框中畫出修復(fù)后雙量程電壓表的電路_____(標(biāo)識(shí)出所選用的相應(yīng)器材符號(hào)) (3)某學(xué)習(xí)小組利用修復(fù)的電壓表,再加上可以使用的以下器材,測(cè)量一未知電阻Rx的阻值: 電流表A量程0~5mA,內(nèi)阻未知; 最大阻值約為100Ω的滑動(dòng)變阻器; 電源E(電動(dòng)勢(shì)約3V); 開關(guān)S、導(dǎo)線若干. 由于不知道未知電阻的阻值范圍,學(xué)習(xí)小組為精確測(cè)出未知電阻的阻值,選擇合適的電路,請(qǐng)你幫助他們補(bǔ)充完整電路連接____________,正確連線后讀得電壓表示數(shù)為2.40V,電流表示數(shù)為4.00mA,則未知電阻阻值Rx為____Ω. 【答案】1mA ;100Ω ;750; 【解析】 【分析】 (1)根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出表頭的滿偏電流與內(nèi)阻. (2)應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律選擇實(shí)驗(yàn)器材.根據(jù)電壓表的改裝原理作出電路圖. (3)根據(jù)伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)要求明確對(duì)應(yīng)的接法,并由歐姆定律求解電阻. 【詳解】 (1)由圖示電路圖可知,電壓表量程: Ig(rg+R1)=3V,Ig(rg+R2)=15V, 代入數(shù)據(jù)解得:Ig=1mA,rg=100Ω; (2)修復(fù)電壓表,表頭滿偏電流為,Ig=1mA,電阻應(yīng)為:rg=100Ω,需要的實(shí)驗(yàn)器材為:表頭的滿偏電流0.5mA,內(nèi)阻為200Ω的表頭以及r3,即將表頭和r3并聯(lián)在電路中使用,電路圖如圖所示: (3)根據(jù)題意可明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用分壓接法,電流表采用外接法,故實(shí)物圖如圖所示:電壓表量程為3V,則其內(nèi)阻RV=30.001=3000Ω,根據(jù)歐姆定律可知R=UI=2.4410-3-2.43000=750Ω. 【點(diǎn)睛】 在“伏安法”測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,要注意明確實(shí)驗(yàn)原理,正確選擇實(shí)驗(yàn)電路的接法,并能準(zhǔn)確連接實(shí)物圖,同時(shí)能根據(jù)對(duì)應(yīng)的歐姆定律分析數(shù)據(jù);找出實(shí)驗(yàn)誤差. 14.現(xiàn)有電壓表V1(量程為3V,內(nèi)阻約為5000Ω),要準(zhǔn)確測(cè)出V1的內(nèi)阻R0,提供的器材有: 電流表A(量程100mA,內(nèi)阻約為10Ω); 電壓表V2(量程為6V,內(nèi)阻Rv約為20kΩ); 滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍為0~10000Ω); 電阻箱R2(9999.9Ω); 電源E(電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)) 單刀單擲開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。 現(xiàn)在需要設(shè)計(jì)測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻R0以及電源電動(dòng)勢(shì)E的實(shí)驗(yàn)電路圖。要求各電表的示數(shù)超過其滿刻度的一半以上。 (1)王玉良等四位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的四個(gè)電路,其中最合適的是____ (2)王玉良同學(xué)根據(jù)測(cè)量記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),坐標(biāo)軸縱軸為變化的電阻R,描繪在實(shí)驗(yàn)紙上,畫出了一條不過原點(diǎn)的直線,則選___________為坐標(biāo)軸橫軸。已知圖像的斜率為a,縱截距為b,被測(cè)電壓表內(nèi)阻為R0=___________,電源電動(dòng)勢(shì)為E=___________。 【答案】B;1U;-b;-ab 【解析】 【分析】 (1)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)以及實(shí)驗(yàn)的要求分析電路;(2)根據(jù)電路圖以及閉合電路的歐姆定律建立R和U的函數(shù)關(guān)系,通過斜率和截距求解電動(dòng)勢(shì)E和電壓表的內(nèi)阻R0. 【詳解】 (1)A電路中:應(yīng)使電流表偏轉(zhuǎn)一半時(shí)的電流為0.05A,此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻約為30.05Ω=60Ω,因滑動(dòng)變阻器總電阻為10000Ω,則不方便使用,電路A不可選;電路B:因電阻箱和電壓表的阻值相當(dāng),則可以用兩者串聯(lián)接入電路測(cè)量電壓表內(nèi)阻和電源的電動(dòng)勢(shì),電路B可選;電路C中兩個(gè)電壓表內(nèi)阻阻值相差很大,指針偏轉(zhuǎn)相差很大,不可選;電路D中電流表的內(nèi)阻對(duì)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量影響較大,不可選;故選B. (2)由閉合電路的歐姆定律可知:E=U+UR0R,即R=ER0?1U-R0,則選1U為坐標(biāo)軸橫軸。已知圖像的斜率為a,縱截距為b,則ER0=a; -R0=b,則被測(cè)電壓表內(nèi)阻為R0=-b,電源電動(dòng)勢(shì)為E=-ab; 15.如圖所示的電路可測(cè)出電阻絲的電阻率,同時(shí)還可附帶測(cè)量出電源的內(nèi)電阻。圖中被測(cè)電阻絲就是已經(jīng)測(cè)量出直徑的那段電阻絲。R是阻值為2Ω的保護(hù)電阻,電源電動(dòng)勢(shì)E=6V,電流表內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S,鱷魚夾夾在電阻絲的不同部位,用刻度尺測(cè)量接入電路部分的長度L,記錄下L和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I的多組數(shù)據(jù),然后據(jù)此作出1I-L圖像如圖。已知被測(cè)金屬絲直徑d=0.9mm。 (1)如果電阻絲單位長度的電阻用R0表示,寫出1I-L圖像所對(duì)應(yīng)的物理原理表達(dá)式,式中涉及的相關(guān)物理量用字母表示(E、r、R、R0):______。 (2)根據(jù)畫出的1I-L圖像,該電阻絲單位長度的電阻R0=____Ω,電阻絲的電阻率ρ=___Ωm,電源內(nèi)阻r=____Ω。 【答案】1I=r+RE+R0EL; 9.6;6.3610-6 ;0.1; 【解析】 【分析】 (1)根據(jù)閉合電路歐姆定律,并整理即可求解; (2)根據(jù)圖象的斜率,即可求解單位長度的電阻,再根據(jù)電阻定律,求得電阻率,最后依據(jù)縱軸截距,即可求得電源內(nèi)電阻. 【詳解】 (1)將被測(cè)金屬絲接在電動(dòng)勢(shì)恒為E的電源上,通過改變金屬絲的長度L,測(cè)得流過導(dǎo)線的電流I,由閉合電路歐姆定律,E=I(R+r+R0L) 可解得:1I=r+RE+R0EL; (2)以1I為縱坐標(biāo),金屬絲長度L為橫坐標(biāo),作出1I-L圖象,圖象是一條直線,該直線的斜率為k=R0E=1.15-0.350.5=85,解得:R0=9.6Ω; 根據(jù)R0=ρlπ(d2)2,代入數(shù)據(jù),解得:ρ=3.140.9210-69.64≈6.3610-6Ω?m 縱軸截距為0.35=r+RE,解得:r=0.1Ω; 【點(diǎn)睛】 考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用,掌握通過圖象的斜率,求解單位長度的電阻,是解題的關(guān)鍵,并理解電阻定律的內(nèi)容. 16.某學(xué)生用如圖a所示電路測(cè)金屬導(dǎo)線的電阻率,可供使用的器材有:被測(cè)金屬導(dǎo)線ab,電阻約10Ω,導(dǎo)線允許流過的最大電流0.8A,穩(wěn)恒電源E,電源輸出電壓恒為E=12V,電壓表V,量程為3V,內(nèi)阻約5KΩ,保護(hù)電阻:R1=l0Ω,R2=30Ω,R3=200Ω.刻度尺、螺旋測(cè)微器,開關(guān)S,導(dǎo)線若干等. 實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要步驟如下: ①用刻度尺量出導(dǎo)線ab的長度l,用螺旋測(cè)微器測(cè)出導(dǎo)線的直徑d. ②按如圖a所示電路將實(shí)驗(yàn)所需器材用導(dǎo)線連接好。 ③閉合開關(guān)S,移動(dòng)接線觸片P,測(cè)出aP長度x,讀出電壓表的示數(shù)U. ④描點(diǎn)作出U?x曲線求出金屬導(dǎo)線的電阻率ρ. 完成下列填空: (1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬導(dǎo)線的直徑d,其示數(shù)如圖b所示,該金屬導(dǎo)線的直徑d=___mm. (2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)既要保證安全,又要測(cè)量誤差較小,保護(hù)電阻R應(yīng)選___, (3)根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)出的ap長度x和對(duì)應(yīng)每次實(shí)驗(yàn)讀出的電壓表的示數(shù)U給出的U?x圖線如圖c所示,其中圖線的斜率為K,則金屬導(dǎo)線的電阻率ρ=___.(用實(shí)驗(yàn)器材中給出的物理量字母和實(shí)驗(yàn)步驟中測(cè)出的物理量字母表示) 【答案】0.870R2kR2πd24E-kl 【解析】 【詳解】 (1)由圖示螺旋測(cè)微器可知,其示數(shù)為:0.5mm+37.00.01mm=0.870mm. (2)電路中最大電流為0.8A,則最小電阻R′=EI=120.8=15Ω,要保證安全,又要測(cè)量誤差較小,則保護(hù)電阻選R2. (3)設(shè)金屬導(dǎo)線的電阻為R,根據(jù)歐姆定律得:UxlR(R+R2)=E 解得:U=ER(R+R2)lx,則U-x圖線的斜率K=ER(R+R2)l,解得:R=KR2lE-Kl 根據(jù)R=ρLS,其中S=14πd2, 得:ρ=πRd24L 解得:ρ=KR2πd24(E-Kl) 【點(diǎn)睛】 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、螺旋測(cè)微器讀數(shù)以及圖象的分析,要掌握常用器材的使用及讀數(shù)方法,讀數(shù)時(shí)視線要與刻度線垂直,第三問有點(diǎn)難度. 17.圖(a)為某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖。 (1)虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成電流表的電路。已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10Ω,滿偏電流為100mA,電阻R1=2.5Ω,由此可知,改裝后電流表的量程為_____A。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟如下,請(qǐng)完成相應(yīng)的填空: ①將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到______端(選填A(yù)或B),閉合開關(guān)S; ②多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I;某次測(cè)量時(shí)毫安表的示數(shù)如圖(b)所示,其讀數(shù)為______mA。 ③以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U-I圖線,如圖(c)所示; ④根據(jù)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=___V,內(nèi)阻r=___Ω。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位) 【答案】0.5;B;68;1.48;0.45; 【解析】 【詳解】 (1)根據(jù)并聯(lián)電路基本原理可知,改裝后的量程為:I=IgrgR1+Ig=0.1102.5+0.1=0.5A; 內(nèi)阻R=102.510+2.5=2Ω (2)①實(shí)驗(yàn)中應(yīng)讓電阻由最大值開始調(diào)節(jié),所以開始時(shí)滑片應(yīng)滑到B端; ②電流表量程為100mA,故讀數(shù)為68mA; ④根據(jù)改裝原理可知,實(shí)際電流為電流表讀數(shù)的5倍,由閉合電路歐姆定律可知: U=E-5I(r+R) 由圖可知,電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.48V;r+R=1.48-0.58010-35=2.45Ω 故r=2.45-2=0.45Ω; 【點(diǎn)睛】 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn),注意明確實(shí)驗(yàn)原理,能根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)步驟分析實(shí)驗(yàn)方法;同時(shí)根據(jù)圖象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),明確電表的改裝原理的應(yīng)用。 18.測(cè)量電壓表V1的內(nèi)阻RV1(量程為1.5V,內(nèi)阻約為1600Ω)。以下是可供選用的實(shí)驗(yàn)器材: ①電源E,電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻不計(jì); ②電壓表V2,量程為3V; ③電阻R1=200Ω; ④電阻R2=500Ω; ⑤電阻R3=800Ω; ⑥滑動(dòng)變阻器R,最大阻值約為20Ω; ⑦滑動(dòng)變阻器R′,最大阻值約為2kΩ; ⑧單刀單擲開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。 (1)請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鰧?shí)驗(yàn)電路的原理圖___________,要求電路簡捷,電壓表的讀數(shù)不得小于量程的三分之二,圖中的元件必須用題中相應(yīng)的字母標(biāo)注。 (2)若電壓表V1和V2讀數(shù)分別用U1和U2表示,則由已知量表示電壓表內(nèi)阻RV1的表達(dá)式是_____,且電壓表V2的讀數(shù)應(yīng)控制在_____V的范圍之內(nèi)。 【答案】U1R3U2-U12~2.25 【解析】 【詳解】 (1)由于待測(cè)電壓表V1量程為電壓表V2量程的一半,所以應(yīng)擴(kuò)大待測(cè)電壓表的量程,根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可知,應(yīng)將待測(cè)電壓表與定值電阻R3串聯(lián)作為一新的電壓表,然后將其與電壓表V2并聯(lián)即可;由于待測(cè)電壓表內(nèi)阻較大,變阻器應(yīng)采用分壓式接法,應(yīng)選擇阻值小的變阻器R以方便調(diào)節(jié),電路圖如圖所示: (2)根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律和歐姆定律應(yīng)有:RV1=U1U2-U1R3=U1R3U2-U1; 由于題中要求電壓表讀數(shù)不能小于量程的 2/3,但不能超過量程的3/4 ,即電壓表V2最小電壓為:Umin=233V=2V,最大電壓:Umax=343V=2.25V,所以電壓表V2的讀數(shù)應(yīng)控制在2~2.5V以內(nèi). 【點(diǎn)睛】 若遇到電表量程較小時(shí)應(yīng)考慮將電表較小改裝,電壓表擴(kuò)大量程時(shí)需要將電壓表與分壓電阻串聯(lián),電流表擴(kuò)大量程時(shí)需要將電流表與分流電阻并聯(lián). 19.某同學(xué)為了測(cè)量電流表的內(nèi)阻(G1量程0~100 mA,內(nèi)阻約為50Ω),實(shí)物連接如圖所示. (1)實(shí)驗(yàn)可選器材如下: A.電流表量程0~500 mA B.電流表量程0~200 mA C.滑動(dòng)變阻器0~10Ω D.滑動(dòng)變阻器0~1 000Ω E.定值電阻阻值R0=50 Ω 電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干 上述器材中,電流表應(yīng)選________(選填“A”或“B”);滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(選填“C”或“D”). (2)他的實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①閉合電鍵S,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至某一位置,記錄電流表和的讀數(shù),分別記為I1和I2. ②多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P,記錄每次和的讀數(shù)I1和I2. ③以I1為縱坐標(biāo),I2為橫坐標(biāo),作出I1-I2圖線. 請(qǐng)根據(jù)他連接的電路及實(shí)驗(yàn)步驟,以r表示電流表的內(nèi)阻,則I1隨I2變化的函數(shù)關(guān)系式為______________;若作出的I1-I2圖線是一過原點(diǎn)的直線,直線的斜率為k,則待測(cè)電流表的內(nèi)阻r=____________.(均用題中物理量符號(hào)表示) 【答案】BCI1=R0R0+rI2(1k-1)R0 【解析】(1)根據(jù)實(shí)物圖可知用的是比較法測(cè)電流表的內(nèi)阻,G1的最大電流為100mA,與它并聯(lián)的R0阻值和它相差不大,則兩并聯(lián)的總電流最大約為200mA,故G2選B(200mA)能保證安全?;瑒?dòng)變阻器采用的是分壓式接法,則選擇小控大操作方便和得到電流表的盡量多的數(shù)據(jù),應(yīng)選C(10Ω) (2)③根據(jù)并聯(lián)分流電壓相等,可得(I2-I1)R0=I1r,解得I1=R0R0+rI2.根據(jù)I1-I2的函數(shù)關(guān)系為一正比例函數(shù)關(guān)系,則斜率k=R0R0+r,解得G1的內(nèi)阻r=R0k-R0=(1k-1)R0. 【點(diǎn)睛】常見的測(cè)電阻的方法有:伏安法、替代法、半偏法、比較法;對(duì)于圖象分析問題,要注意根據(jù)物理規(guī)律確定公式,結(jié)合圖象的性質(zhì)分析斜率以及截距的意義. 20.現(xiàn)要測(cè)量電壓表V1、電壓表V2的內(nèi)阻和電源的電動(dòng)勢(shì),提供的器材有:電源(電動(dòng)勢(shì)約為6V,內(nèi)阻不計(jì)),電壓表V1(量程2.5V,內(nèi)阻約為2.5kΩ),電壓表V2(量程3V,內(nèi)阻約為10kΩ),電阻箱R0(最大阻值為9999.9Ω),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為3kΩ),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為500Ω),開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。 (1)在圖1中完成測(cè)量原理電路圖的連線_________; (2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器_______(選填“R1”或“R2”); (3)按照下列實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn): ①閉合開關(guān)前,將滑動(dòng)變阻器和電阻箱連入電路的阻值調(diào)至最大; ②閉合開關(guān),將電阻箱調(diào)到6kΩ,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器至適當(dāng)?shù)奈恢茫藭r(shí)電壓表V1的示數(shù)為1.60V,電壓表V2的示數(shù)為2.40V; ③保持滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值不變,再將電阻箱調(diào)到2kΩ,此時(shí)電壓表V1的示數(shù)如圖2,其示數(shù)為_______V、電壓表V2的示數(shù)為1.40V。 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算得到電源的電動(dòng)勢(shì)為________V,電壓表VI的內(nèi)阻為_______kΩ,電壓表V2的內(nèi)阻為_______kΩ。 【答案】(1)原理電路圖的連線如圖所示; (2)R1(3)2.10(4)5.602.510 【解析】(1)由題意可知,本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量電壓表內(nèi)阻和電源的電動(dòng)勢(shì),故應(yīng)采用電阻箱與電壓表組合進(jìn)行測(cè)量;電源的電動(dòng)勢(shì)為6V,而兩電壓表量程均較小,因此采用電壓表V2與電阻箱并聯(lián),再與電壓表V1串聯(lián)的方式進(jìn)行測(cè)量;電路圖如圖所示; (2)因電壓表內(nèi)阻以及電阻箱使用電阻均較大,所以變阻器應(yīng)采用總阻值較大的R1; (3)電壓表量程為2.5V,最小分度為0.1V,故電壓表示數(shù)為2.10V; (4)根據(jù)(3)中數(shù)據(jù)可知:U2R+U2Rv2=U1Rv1U2R+U2Rv2=U1Rv1 代入數(shù)據(jù)可得:2.406000+2.40RV2=1.60Rv1;1.402000+1.40RV2=2.10Rv1 聯(lián)立解得:RV1=2500Ω=2.5KΩ;RV2=10KΩ 利用閉合電路歐姆定律可知,U1+U2=E-U1Rv1(Rr+r) U1+U2=E-U1Rv1(Rr+r) 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:E=5.60V; 點(diǎn)睛:本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn),同時(shí)加入了電壓表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn),屬于探究性的實(shí)驗(yàn),要求能準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)電路,明確實(shí)驗(yàn)原理,從而確定對(duì)應(yīng)的電路圖,同時(shí)注意明確閉合電路歐姆定律以及串并聯(lián)電路的規(guī)律的應(yīng)用. 21.一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻. (1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處__________;____________. (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見下表: 根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________.由圖像可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為_________V;內(nèi)阻為__________Ω. 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 (3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí),電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為_______V;內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω. 【答案】(1)①開關(guān)未斷開②電阻箱阻值為零(2)圖像如圖所示: 1.4(1.30~1.44都算對(duì))1.2(1.0~1.4都算對(duì))(3)1.4(結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致) 1.0(結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.2) 【解析】本題考查測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn),意在考查考生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力。 (1)連接電路時(shí)電源應(yīng)與電路斷開,所以開關(guān)要斷開;另一錯(cuò)誤是電阻箱接入電路的電阻是零,這樣容易燒壞電流表和電源。 (2)將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線,做出一條傾斜的直線。根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r)得,所以圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)V=1.37V,截距絕對(duì)值表示r=0.43.0Ω=1.20Ω;用電壓表與電流表并聯(lián),可測(cè)得電流表的內(nèi)阻,考慮電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,則E=I(R+RA+r),得,所以圖線的斜率仍表示電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值為1.37V,圖線的截距表示(RA+r),所以內(nèi)阻精確值為r=(1.20-0.20)Ω=1.00Ω。 點(diǎn)睛:本題考查應(yīng)用電流表和電阻箱測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn),本題創(chuàng)新之處在于用一個(gè)電壓表并聯(lián)在電流表的兩端測(cè)出電流表的電阻,從而提高測(cè)量電源內(nèi)阻的精確度。 22.一課外實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的電路測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,圖中R0為標(biāo)準(zhǔn)定值電阻(R0=20.0 Ω);V可視為理想電壓表。S1為單刀開關(guān),S2位單刀雙擲開關(guān),E為電源,R為滑動(dòng)變阻器。采用如下步驟完成實(shí)驗(yàn): (1)按照實(shí)驗(yàn)原理線路圖(a),將圖(b)中實(shí)物連線_____________; (2)將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)端置于適當(dāng)位置,閉合S1; (3)將開關(guān)S2擲于1端,改變滑動(dòng)變阻器動(dòng)端的位置,記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1;然后將S2擲于2端,記下此時(shí)電壓表V的示數(shù)U2; (4)待測(cè)電阻阻值的表達(dá)式Rx=_____________(用R0、U1、U2表示); (5)重復(fù)步驟(3),得到如下數(shù)據(jù): 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 U2U1 3.44 3.43 3.39 3.40 3.39 (6)利用上述5次測(cè)量所得U2U1的平均值,求得Rx=__________Ω。(保留1位小數(shù)) 【答案】如圖所示: U2U1-1R048.2 【解析】【命題意圖】本題主要考查電阻測(cè)量、歐姆定律、電路連接研及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】開關(guān)S2擲于1端,由歐姆定律可得通過Rx的電流I=U1/R0,將開關(guān)S2擲于2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題19 電學(xué)實(shí)驗(yàn)含解析 2019 年高 物理 備考 優(yōu)生 百日 闖關(guān) 系列 專題 19 電學(xué) 實(shí)驗(yàn) 解析
鏈接地址:http://m.jqnhouse.com/p-5420345.html