(新課標(biāo))2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練13 電學(xué)實(shí)驗(yàn)(含解析)
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1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(十三) 一、實(shí)驗(yàn)題(共14個小題,1~10每題6分,共60分,11~14每題10分共40分,滿分100分) 1.某物理興趣小組在“測定金屬絲電阻率”實(shí)驗(yàn)中用游標(biāo)卡尺測量金屬絲的長度L時,如圖甲所示L=________ cm;用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d時,測量結(jié)果如圖乙所示,則金屬絲的直徑d=________ mm. 答案 10.050 0.688 解析 由圖示游標(biāo)卡尺可知,其示數(shù)為:100 mm+0.05×10 mm=100.50 mm=10.050 cm;由圖示螺旋測微器可知,其示數(shù)為:0.5 mm+18.8×0.01 mm=0.688 mm. 2.(2016
2、·浙江)某同學(xué)用伏安法測量導(dǎo)體的電阻,現(xiàn)有量程為3 V、內(nèi)阻約為3 kΩ的電壓表和量程為0.6 A、內(nèi)阻約為0.1 Ω的電流表.采用分壓電路接線,圖1是實(shí)物的部分連線圖,待測電阻為圖2中的R1,其阻值約為5 Ω. (1)測R1阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接________(填a或b),導(dǎo)線②連接________(填c或d). (2)正確接線測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表,用作圖法求得R1的阻值為________Ω. U/A 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)已知圖2中
3、R2與R1是材料相同、厚度相等、表面為正方形的兩導(dǎo)體,R2的邊長是R1的,若測R2的阻值,則最優(yōu)的連線應(yīng)選________.(填選項(xiàng)) A.①連接a,②連接c B.①連接a,②連接d C.①連接b,②連接c D.①連接b,②連接d 答案 (1)a d (2)作圖如圖所示 4.55(4.4~4.7) (3)B 解析 (1)因電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測電阻的阻值,故采用電流表外接法;滑動變阻器采用分壓式接法;故測R1的阻值的最優(yōu)連接方式為導(dǎo)線①連接a、導(dǎo)線②連接d;(2)作圖如答案圖;R1== Ω≈4.55 Ω;(3)根據(jù)電阻定律可得:R=ρ=,故R2=R1,要測R2的阻值,與測
4、量R1一樣,最優(yōu)的連線應(yīng)①連接a,②連接d;故選B項(xiàng). 3.某同學(xué)利用DIS、定值電阻R0、電阻箱R1等實(shí)驗(yàn)器材測量電池a的電動勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)時多次改變電阻箱的阻值,記錄外電路的總電阻阻值R,用電壓傳感器測得路端電壓U,并在計算機(jī)上顯示出如圖乙所示的-關(guān)系圖線a,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法測量電池b的電動勢和內(nèi)阻,得到圖乙中的圖線b. (1)由圖線a可知電池a的電動勢Ea=________ V,內(nèi)阻ra=________ Ω. (2)用此裝置測得的電動勢________電動勢的真實(shí)值(填“大于”“小于”或“等于”). (3)若用同一個電阻R先后與電池a及電池b連接,則兩電
5、池的輸出功率Pa________Pb(填“大于”“等于”或“小于”),兩電池的效率ηa________ηb(填“大于”“等于”或“小于”). 答案 (1)2.0 0.5 (2)小于 (3)小于 大于 解析 (1)根據(jù)E=U+r,得:=+·. 圖象a中截距c=0.5=, 斜率k=0.25=, 故電動勢Ea==2.0 V, 內(nèi)電阻ra=Ea·k=0.5 Ω. (2)由圖甲所示可知,相對于電源來說,當(dāng)外電路短路時,電流的測量值等于真實(shí)值,除此之外,由于電壓表的分流作用,電流的測量值小于真實(shí)值,所以電源電動勢的測量值小于真實(shí)值. (3)在伏安特性曲線中,圖象的截距為電源電動勢的倒數(shù),從
6、圖象可知a的截距大于b的截距,故Ea<Eb.圖象的斜率表示,而a的斜率大于b的斜率,而r=kE,由圖可近似得出,b的截距約為0.2,則電動勢約為5 V,斜率約為,則內(nèi)阻約為,故Ea<Eb,ra<rb,近似作出伏安特性曲線,電阻的曲線與兩電源的交點(diǎn)為電阻的工作點(diǎn);則由下圖可知,圖中交點(diǎn)的電壓與電流的乘積為電源的輸出功率;則電源的輸出功率Pa<Pb; 電池的效率η==,由于a的內(nèi)阻小于b的內(nèi)阻,所以電池的效率ηa大于ηb. 4.圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭G的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480
7、Ω,其表盤如圖(b)所示,最上一行刻度的正中央刻度值為“15”.圖(a)中虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個擋位,這5個擋位分別為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆“×100”擋. (1)若用歐姆“×100”擋測二極管的反向電阻,則圖(a)中的A端應(yīng)與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接后,再將此表筆金屬部分與二極管的________(填“正”或“負(fù)”)極相接觸,測得的示數(shù)如圖(b),則讀數(shù)為________.(保留兩位有效數(shù)字) (2)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示.若此時B端是與“1”相連的
8、,則多用電表讀數(shù)為________. (3)根據(jù)題給條件可得E=________ V,R5=________ Ω. (4)若該表的歐姆“×100”擋使用一段時間后,電池內(nèi)阻不能忽略且變大,電動勢變小,但將兩表筆斷開時調(diào)節(jié)R6,指針仍能滿偏.按正確使用方法進(jìn)行測量,其測量結(jié)果與最初時的該表測量結(jié)果相比將________. A.偏大 B.偏小 C.不變 D.無法確定 答案 (1)黑 負(fù) 6.0×103 Ω (2)0.57 mA (3)1.5 4 000 (4)A 解析 (1)由圖(a)所示電路圖可知,A與歐姆表內(nèi)置電源正極相連,則A端應(yīng)與黑表筆相連;用歐姆表測二極管反向電阻,
9、應(yīng)將黑表筆與二極管的負(fù)極相連,歐姆表擋位為“×100”擋,由圖(b)所示可知,讀數(shù)為:60×100 Ω=6 000 Ω=6.0×103 Ω. (2)B端是與“1”相連,由圖(a)所示可知,此時多用電表測電流,量程為2.5 mA,由圖(b)所示可知,其分度值為0.05 mA,示數(shù)為0.57 mA. (3)表盤正中央刻度為15,歐姆表擋位為“×100”,則歐姆表內(nèi)阻:R內(nèi)=15×100 Ω=1 500 Ω,電源電動勢:E=IA小R內(nèi)=1×10-3×1 500 V=1.5 V,由歐姆定律可知:R5== Ω=4 000 Ω. (4)由題意可知,電源內(nèi)阻r變大,電動勢E變小,電表滿偏電流Ig不變,
10、歐姆表進(jìn)行歐姆調(diào)零時,內(nèi)阻R內(nèi)=變小,用歐姆表測電阻時,電流為I===,由于R內(nèi)變小而Ig不變,I偏小,指針位置偏左,所測電阻阻值示數(shù)偏大,故A項(xiàng)正確;故選A項(xiàng). 5.某同學(xué)做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn),所用小燈泡標(biāo)有“2.5 V 0.3 A”字樣,并提供有以下器材: A.電壓表V(0~1 V,內(nèi)阻rV=3 kΩ) B.電流表A(0~50 mA,內(nèi)阻rA=9 Ω) C.電阻箱R1(0~999.9 Ω) D.電阻箱R2(0~9 999.9 Ω) E.滑動變阻器R3(0~10 Ω) F.滑動變阻器R4(0~2 kΩ) G.直流電源E(電動勢12 V,內(nèi)阻不計) H.開關(guān)S及
11、導(dǎo)線若干 (1)為了提高測量的準(zhǔn)確度和調(diào)節(jié)方便: a.對電壓表、電流表進(jìn)行了改裝,將電壓表的量程擴(kuò)為3 V,需串聯(lián)電阻________ Ω;將電流表的量程擴(kuò)為0.5 A,需并聯(lián)________ Ω. b.請?jiān)谔摼€框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖,并將選用器材的符號準(zhǔn)確標(biāo)注在電路圖中: (2)①如圖描繪出了“小燈泡的伏安特性曲線”,下列能正確反映小燈泡的功率隨燈泡電壓變化的圖形是( ) ②將電動勢E=3.0 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω的電源與定值電阻R0=9.0 Ω和該小燈泡串聯(lián),如圖所示,則燈泡的實(shí)際功率P=________ W(結(jié)果保留一位有效數(shù)字),電源的效率
12、η=________. 答案 (1)①6 000 1?、谌缃馕鰣D甲所示 (2)①A ②0.2 93.3% 解析 (1)①將電壓表(Ug=1 V,Rg=3 kΩ)改成量程為U=3 V的電壓表,則需要串聯(lián)的分壓電阻為:R==×3 kΩ=6 000 Ω. 將電流表A(Ig=50 mA,內(nèi)阻rA=9 Ω)改裝成量程為I=0.5 A的電流表,則需要并聯(lián)一個分流電阻R== Ω=1 Ω. ②由于小燈泡是小電阻,電流表采用外接法,為了多測量幾組數(shù)據(jù),滑動變阻器采用分壓接法,設(shè)計的電路圖如甲圖所示. (2)①描繪出的小燈泡的伏安特性曲線看出,小燈泡溫度越來越高,則電阻越來越大,根據(jù)燈泡的功率
13、P=,若R不變,則P是U的二次函數(shù),但考慮到隨著U變大,R也變大的情況,則實(shí)際圖象只是比稍向下變化一點(diǎn).故A項(xiàng)符合要求. ②若將電動勢E=3.0 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω的電源與定值電阻R0=9.0 Ω和該小燈泡串聯(lián),則燈泡兩端電壓U=E-I(r+R0)=3-10I,在燈泡的伏安特性曲線上畫直線U=3-10I,兩圖象的交點(diǎn)為(1 V,0.2 A),如圖乙所示所以小燈泡的功率為P=1×0.2 W=0.2 W,電源的效率η==≈93.3%. 6.某同學(xué)準(zhǔn)備自己動手制作一個歐姆表,可以選擇的器材如下: ①電池E(電動勢和內(nèi)阻均未知) ②表頭G(刻度清晰,但刻度值不清晰,量程Ig未知,內(nèi)阻未
14、知) ③電壓表V(量程為1.5 V,內(nèi)阻RV=1 000 Ω) ④滑動變阻器R1(0~10 Ω) ⑤電阻箱R2(0~1 000 Ω) ⑥開關(guān)一個,理想導(dǎo)線若干 (1)為測量表頭G的量程,該同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示電路.圖中電源即電池E閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器R1滑片至中間位置附近某處,并將電阻箱阻值調(diào)到40 Ω時,表頭恰好滿偏,此時電壓表V的示數(shù)為1.5 V;將電阻箱阻值調(diào)到115 Ω,微調(diào)滑動變阻器R1滑片位置,使電壓表V示數(shù)仍為1.5 V,發(fā)現(xiàn)此時表頭G的指針指在如圖乙所示位置,由以上數(shù)據(jù)可得表頭G的內(nèi)阻Rg=________ Ω,表頭G的量程Ig=________ mA. (
15、2)該同學(xué)接著用上述器材測量該電池E的電動勢和內(nèi)阻,測量電路如圖丙所示,電阻箱R2的阻值始終調(diào)節(jié)為1 000 Ω:圖丁為測出多組數(shù)據(jù)后得到的圖線(U為電壓表V的示數(shù),I為表頭G的示數(shù)),則根據(jù)電路圖及圖線可以得到被測電池的電動勢E=________ V,內(nèi)阻r=________ Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (3)該同學(xué)用所提供器材中的電池E、表頭G及滑動變阻器制作成了一個歐姆表,利用以上(1)、(2)問所測定的數(shù)據(jù),可知表頭正中央刻度為________ Ω. 答案 (1)10 30 (2)3.0 20 (3)100 解析 (1)由圖乙所示表盤可知,表盤有30分度,其示數(shù)為:Ig=Ig
16、,電壓表示數(shù)為:U=1.5 V,由歐姆定律可知:U=I(Rg+R2),即:U=Ig(Rg+40),U=Ig(Rg+115),解得:Rg=10 Ω,Ig=30 mA. (2)電壓表RV的內(nèi)阻為1 000 Ω,電阻箱R2阻值始終調(diào)節(jié)為1 000 Ω,電壓表與電阻箱串聯(lián),它們兩端電壓相等,電壓表示數(shù)為U,則路端電壓為2U,由圖丙所示電路圖可知,電源電動勢:E=2U+I(xiàn)r,則:U=-I,由圖示U-I圖象可知:=1.5 V,== Ω=10 Ω,電源電動勢:E=3.0 V,r=20 Ω. (3)歐姆表內(nèi)阻:R內(nèi)== Ω=100 Ω,歐姆表中值電阻等于其內(nèi)阻,因此表頭正中央刻度為:R中=R內(nèi)=100 Ω
17、. 7.用如圖a所示的電路測量鉑熱敏電阻的阻值與溫度的關(guān)系. (1)開關(guān)閉合前,滑動變阻器的滑片應(yīng)移至________端(填“A”或“B”). (2)實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下的阻值,并繪得如圖b的Rt-t關(guān)系圖線,根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式:Rt=________ Ω. (3)鉑的電阻對溫度變化很靈敏,可以制成電阻溫度計.請利用開關(guān)、導(dǎo)線、鉑熱敏電阻、圖a中某一電表和圖c所示的恒流源(調(diào)節(jié)旋鈕時可以選擇不同的輸出電流,且輸出電流不隨外部條件的變化而變化),設(shè)計一個簡易電阻溫度計并在圖d的虛線框內(nèi)畫出電路原理圖. (4)結(jié)合圖b的關(guān)系圖線,選擇恒流源的輸出電流為0.15 A,
18、當(dāng)選用的電表達(dá)到滿偏時,電阻溫度計所測溫度為________ ℃.如果要提高該溫度計所能測量的最高溫度值,請?zhí)岢鲆环N可行的方法:______________________. 答案 (1)B (2)50+t (3)如解析圖所示 (4)50 將恒流源的電流調(diào)小 解析 (1)開關(guān)閉合前,為了保護(hù)電路,滑動變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處,即滑片應(yīng)滑到B端; (2)根據(jù)圖象的直線的特點(diǎn),可以選設(shè)Rt=kt+b,再由圖象上的兩個特殊點(diǎn)求出k和b,當(dāng)t=0時,Rt=50 Ω,從而得到b=50,而當(dāng)t=100 ℃時,Rt=150 Ω,從而求得k=1,所以該熱敏電阻的Rt-t關(guān)系式:Rt=50+t.
19、 (3)由于題目所給的器材是一恒流源,輸出的電流恒定,而熱敏電阻變化時,其兩端的電壓要變化,所以從熱敏電阻電壓的變化就知道電阻,故設(shè)計的電路圖如右圖所示. (4)由于利用電壓表的量程為15 V,且使用的是0.15 A的恒流源,則此時熱敏電阻的阻值為Rt==100 Ω,再從圖a中查出溫度t=50 ℃;由于電壓表的量程一定,U=IR,所以要提高測量R的范圍,則要控制恒流變小,或換更大量程的電壓表. 8.要測量一未知電阻Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下: A.待測電阻Rx B.電源E:電動勢約為3 V C.電流表A1:量程為0~5 mA,內(nèi)阻r1不超過10 Ω D.電流表A2:量程為
20、0~1 mA,內(nèi)阻r2為50 Ω E.滑動變阻器R:最大阻值為50 Ω F.電阻箱R′:阻值0~9 999.9 Ω G.開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)由于沒有電壓表,甲同學(xué)利用電流表A2和電阻箱改裝了一個0~3 V的電壓表(表盤刻度未改),則電流表A2應(yīng)與電阻箱________(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”),電阻箱的阻值應(yīng)為________ Ω.該同學(xué)利用電流表內(nèi)接法和電流表外接法分別測量Rx兩端的電壓和通過Rx的電流,讀出兩表的數(shù)據(jù)記錄如下: 接法 物理量次數(shù) 接法一 接法二 1 2 3 1 2 3 A1:I1/mA 1.50 2.00 2.50 1.50 2.
21、00 2.50 A2:I2/mA 0.50 0.67 0.84 0.43 0.57 0.71 請你根據(jù)測量結(jié)果判斷接法二是電流表________(填“內(nèi)”或“外”)接法. 用V表示A2改裝后的電壓表,在測量Rx的以下實(shí)驗(yàn)電路中誤差較小的是________. (2)為測量電阻Rx,乙同學(xué)設(shè)計了如圖電路,他確定:只要保持滑動變阻器的劃片P位置固定,無論怎樣調(diào)節(jié)電阻箱,分壓電路的輸出電壓變化都很小.這是因?yàn)榇郎y電阻Rx________滑動變阻器R(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“大致等于”). 他的操作步驟如下: A.將滑動變阻器的滑片P放在最左端,閉合開關(guān)S; B.將
22、電阻箱的阻值調(diào)節(jié)到零,調(diào)節(jié)滑動變器,使電流表A2的指針達(dá)到滿偏; C.保持滑動變阻器的滑片不動,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的指針達(dá)到半偏; D.讀出電阻箱的示數(shù),記為R0; E.?dāng)嚅_開關(guān),整理器材. 請你根據(jù)已知量與測量量,寫出待測電阻Rx的表達(dá)式________,該測量值與真實(shí)值相比________(填“偏大”或“偏小”). 答案 (1)串聯(lián) 2 950 外 B (2)遠(yuǎn)大于 Rx=R0-r2 偏大 解析 (1)電流表改裝為電壓表,需串聯(lián)電阻起分壓作用,根據(jù)歐姆定律得,電阻箱的電阻R= Ω=2 950 Ω.當(dāng)電流表外接時,通過電流表A2的電流I2=,當(dāng)電流表內(nèi)接時,I2=,通過表達(dá)式
23、可知,當(dāng)A1示數(shù)相等時,當(dāng)電流表采用外接法時,通過電流表A2電流較小,所以接法二是電流表的外接法;改裝后的電壓表內(nèi)阻為3 000 Ω,電流表A1的內(nèi)阻小于10 Ω,待測電阻Rx大約為Rx≈ Ω≈1 200 Ω,屬于大電阻,所以采用電流表內(nèi)接法誤差較?。? 因?yàn)榛瑒幼冏杵骺傋柚递^小,若采用滑動變阻器限流式接法,電流、電壓變化較小,測量誤差較大,所以滑動變阻器采用分壓式接法.故A、C、D三項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確.故選B項(xiàng). (2)根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律,當(dāng)電流表滿偏時應(yīng)有:IA2=.① 電流表半偏時應(yīng)有IA2=.② 聯(lián)立以上兩式解得:Rx=R0-r2. 由于以上實(shí)驗(yàn)是在認(rèn)為變阻器的輸出電壓不變的情況下得
24、出的,實(shí)際上當(dāng)電阻箱從零變大后,由電路動態(tài)分析可知變阻器的輸出電壓應(yīng)變大,所以當(dāng)電流表半偏時,②式應(yīng)為IA2=.③ 又U<U′,比較①③兩式可得Rx+r2<R0,所以Rx<R0-r2,即測量值偏大. 9.某同學(xué)想在實(shí)驗(yàn)室測量電壓表V1的內(nèi)阻. (1)他先用多用電表的歐姆擋“×1 k”測量,如圖甲所示,該讀數(shù)為________ Ω;多用表的紅表筆與電壓表V的________(選填“正”或“負(fù)”)的接線柱相連. (2)為了更準(zhǔn)確地測量電壓表V1的內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下: A.待測電壓表V1(量程為0~3 V); B.電壓表V2(量程為0~9 V,內(nèi)阻約為9 kΩ); C.
25、滑動變阻器R1(最大阻值為20 Ω,額定電流為1 A); D.定值電阻R3(阻值為6 kΩ); E.電源(電動勢為9 V,內(nèi)阻約為1 Ω); F.開關(guān)一個、導(dǎo)線若干. ①根據(jù)提供的器材,連接圖乙中的實(shí)物圖. ②某次實(shí)驗(yàn)時電壓表V1和電壓表V2的讀數(shù)分別為U1和U2,移動滑動變阻器滑片,多次測量,作出U2-U1圖象如圖丙所示,已知圖象的斜率為k,則內(nèi)阻RV1的表達(dá)式為________(用R3和k表示). ③考慮電壓表V2的內(nèi)電阻,則該方法對實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果________(選填“有”或“無”)影響. 答案 (1)4 500 負(fù) (2)①電路如解析圖所示?、凇、蹮o 解析 (1)用多
26、用電表的歐姆擋“×1 k”測量,該讀數(shù)為4.5×1 kΩ=4 500 Ω;電流從多用電表的負(fù)極流入,則多用表的紅表筆與電壓表V的負(fù)的接線柱相連. (2)①實(shí)物連線如圖: ②由歐姆定律可得:U2=U1+R3, 即為:U2=U1, 則1+=k, 解得:RV1=. ③由②中公式可知,電壓表V2的內(nèi)阻對測量結(jié)果無影響. 10.某同學(xué)為精確測量某金屬圓柱的電阻,設(shè)計了如圖甲所示的電路圖.現(xiàn)在需要兩個量程為200 mA的電流表,但實(shí)驗(yàn)室提供的器材中,一個電流表的量程為100 mA,內(nèi)阻為12 Ω,另外一個電流表的量程為200 mA. (1)現(xiàn)將量程為100 mA的電流表擴(kuò)充為200
27、 mA,則應(yīng)該________(填“串”或“并”)聯(lián)一個阻值R′=________Ω的電阻. (2)圖中E為學(xué)生電源、G為靈敏電流計、A1代表量程為100 mA量程的電流表A(圖中未畫出)改裝后的電流表、A2為量程為200 mA的電流表、R1為電阻箱、R2與R3均為滑動變阻器、R0為定值電阻、S為開關(guān)、Rx為待測金屬圓柱,另有導(dǎo)線若干,這些器材全部由實(shí)驗(yàn)室提供.具體的實(shí)驗(yàn)操作如下: A.按照如圖甲所示的電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材; B.將滑動變組器R2的滑片、滑動變阻器R3的滑片均調(diào)至適當(dāng)位置,閉合開關(guān)S; C.調(diào)整R3,逐步增大輸出電壓,并反復(fù)調(diào)整R1和R2使靈敏電流計G的示數(shù)為零,此時量
28、程為100 mA的電流表A的示數(shù)為I1,A2的示數(shù)為I2,電阻箱的示數(shù)為R1; D.實(shí)驗(yàn)完畢,整理器材. ①實(shí)驗(yàn)步驟B中滑動變阻器R3的滑片應(yīng)調(diào)至最________(填“左”或“右”)端; ②反復(fù)調(diào)整R1和R2使靈敏電流計G示數(shù)為零的目的是______________________; ③某次測量時量程為100 mA的電流表A1的指針位置如圖乙所示,則此時通過R2的電流為________ mA. (3)待測金屬圓柱Rx的阻值為________(用所測物理量的字母表示). (4)電流表A1、A2的內(nèi)阻對測量結(jié)果________(填“有”或“無”)影響. 答案 (1)并 12 (2
29、)①左 ②使R1和Rx兩端的電壓相等?、?60 (3)R1 (4)無 解析 (1)要將量程為100 mA,內(nèi)阻為12 Ω的電流表量程擴(kuò)大為I=200 mA,由電流表的改裝原理可知,應(yīng)并聯(lián)R′==12 Ω的電阻. (2)①閉合開關(guān)前,調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的滑片滑至最左端,保護(hù)電路中的元件;②調(diào)節(jié)電流計G的示數(shù)為零,目的是使R1和Rx兩端的電壓相等;③根據(jù)電表的改裝原理可知,通過電阻R2的電流應(yīng)該是量程為100 mA的電流表A1的刻度上讀數(shù)的2倍,即160 mA. (3)根據(jù)2I1R1=I2Rx,得到待測金屬圓柱的電阻為:Rx=R1. (4)從表達(dá)式可以看出電流表A1、A2的內(nèi)阻對測量結(jié)果
30、沒有影響. 11.(2019·海南)用實(shí)驗(yàn)室提供的器材設(shè)計一個測量電流表內(nèi)阻的電路.實(shí)驗(yàn)室提供的器材為:待測電流表A(量程10 mA,內(nèi)阻約為50 Ω),滑動變阻器R1,電阻箱R,電源E(電動勢約為6 V,內(nèi)阻可忽略),開關(guān)S1和S2,導(dǎo)線若干. (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材,在圖a所示虛線框內(nèi)將電路原理圖補(bǔ)充完整,要求滑動變阻器起限流作用; (2)將圖b中的實(shí)物按設(shè)計的原理圖連線; (3)若實(shí)驗(yàn)提供的滑動變阻器有兩種規(guī)格: ①10 Ω,額定電流2 A; ②1 500 Ω,額定電流0.5 A. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該取________(填“①”或“②”). 答案 (1)電路圖如解析圖甲所
31、示 (2)實(shí)物電路圖如解析圖乙所示 (3)② 解析 (1)測電流表內(nèi)阻,由題意可知,實(shí)驗(yàn)沒有提供電壓表,提供了電阻箱與兩個開關(guān),本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用半偏法測電流表內(nèi)阻,電流表與電阻箱并聯(lián),滑動變阻器采用限流接法,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示: (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖,實(shí)物電路圖如圖乙所示: (3)電路最小電阻約為: R== Ω=600 Ω, 滑動變阻器接入電路的最小阻值約為:600 Ω-50 Ω=550 Ω,滑動變阻器應(yīng)選擇②. 12.小明利用熱敏電阻設(shè)計了一個“過熱自動報警電路”,如圖甲所示.將熱敏電阻Rt安裝在需要探測溫度的地方,當(dāng)環(huán)境溫度正常時,繼電器的上觸點(diǎn)接觸,下觸點(diǎn)
32、分離,指示燈亮;當(dāng)環(huán)境溫度超過某一值時,繼電器的下觸點(diǎn)接觸,上觸點(diǎn)分離,警鈴響.圖甲中繼電器的供電電壓U1=3 V,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30 Ω.當(dāng)線圈中的電流大于等于50 mA時,繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響.圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象. (1)由圖乙可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時,熱敏電阻阻值為________ Ω. (2)由圖乙可知,當(dāng)環(huán)境溫度升高時,熱敏電阻阻值將________,繼電器的磁性將________(均選填“增大”“減小”或“不變”). (3)圖甲中警鈴的接線柱C應(yīng)與接線柱________相連.(均選填“A”或“B”) (4)圖甲中線圈下
33、端P的磁極是________極.(選填“N”或“S”) (5)請計算說明,環(huán)境溫度在________范圍內(nèi)時,警鈴報警. 答案 (1)70(酌情給范圍) (2)減小 增大 (3)B (4)S (5)≥80 ℃ 解析 (1)由圖乙可知,當(dāng)環(huán)境溫度為40 ℃時,熱敏電阻阻值Rt=70 Ω. (2)由圖乙可知,當(dāng)環(huán)境溫度升高時,熱敏電阻阻值將減小,通過線圈的電流變大,磁性增大. (3)當(dāng)過熱時,電阻減小,電流增大,吸合后要報警,則警鈴的C接線柱要與B相連才發(fā)出警報. (4)先弄清繞法,由右手螺旋定則可以判定圖甲中線圈下端P的磁極是S極. (5)由題意知:甲中繼電器的供電電壓U1=3
34、 V,繼電器線圈用漆包線繞成,其電阻R0為30 Ω.當(dāng)線圈中的電流大于等于50 mA時,繼電器的銜鐵將被吸合,警鈴響.即:I=≥50×10-3 A,解得Rt≤30 Ω結(jié)合圖象可以看出t≥80 ℃. 13.某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)電流表的電路圖如圖所示,圖中虛線框內(nèi)是電流表的改裝電路. (1)已知表頭G滿偏電流為100 μA,表頭G的內(nèi)阻值為900 Ω,R1、R2和R0是定值電阻.若開關(guān)S2擲于b接線柱,電流表的量程為1 mA;若開關(guān)S2擲于c接線柱,電流表的量程為10 mA.則根據(jù)題給條件,定值電阻的阻值應(yīng)選R1=________ Ω,R2=________ Ω. (2)用量程為1 mA,內(nèi)阻為
35、800 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表對改裝表1 mA擋的不同刻度進(jìn)行校準(zhǔn).所用電池的電動勢為E,定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為2 kΩ和3 kΩ.為了方便實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)電流,圖中R0應(yīng)選用阻值為________ kΩ的定值電阻; (3)若由于表頭G上標(biāo)記的內(nèi)阻值不準(zhǔn),造成改裝后電流表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏小,則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值________(填“大于”或“小于”)900 Ω. 答案 (1)10 90 (2)2 (3)大于 解析 (1)開關(guān)S2擲于b接線柱,電流表的量程為1 mA;若開關(guān)S2擲于c接線柱,電流表的量程為10 mA, 由圖示電路圖可知:Ig+=0.001 A, Ig+=0.
36、010 A, 代入數(shù)據(jù)解得:R1=10 Ω,R2=90 Ω. (2)為方便實(shí)驗(yàn)操作,R0應(yīng)選用阻值為2 kΩ的定值電阻. (3)改裝后的電流表讀數(shù)偏小,說明分流電阻分流偏大,并聯(lián)電阻阻值偏小,改裝電流表并聯(lián)電阻阻值為:R=,則電流表Rg偏小,即表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值大于900 Ω. 14.某同學(xué)要測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,現(xiàn)有下列器材可供選用: A.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約5 kΩ) B.電流表(0~100 mA,內(nèi)阻1 Ω) C.定值電阻R1(阻值0.2 Ω) D.滑動變阻器R2(阻值0~15 Ω) E.滑動變阻器R3(阻值0~1 000 Ω) F.開關(guān)、導(dǎo)線若干 操
37、作步驟如下: (1)由于所給電流表量程過小,該同學(xué)把定值電阻R1與電流表并聯(lián)(如圖甲所示)就得到一量程為0~________A的新電流表;為了得到合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,滑動變阻器應(yīng)選________.(填“D”或“E”) (2)請用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物連接圖,要求滑動變阻器的滑片自左向右滑動時電流表示數(shù)變?。? (3)用圖示實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn),并把電壓表與對應(yīng)電流表(改裝后)的結(jié)果記錄在圖乙所示的圖中,由圖乙可知電池的電動勢為________V,內(nèi)阻為________Ω. 答案 (1)0.6 D (2)如解析圖所示 (3)1.5 1.0 解析 (1)電流表(0~100 mA,內(nèi)阻1 Ω)與定值電阻R1并聯(lián)后,電流I=0.1 A+ A=0.6 A,故量程為0.6 A;因內(nèi)阻較小,所以為了便于調(diào)節(jié),滑動變阻器應(yīng)選擇總電阻較小的D. (2)本實(shí)驗(yàn)需要測量路端電壓和流過電源的電流,所以直接將滑動變阻器與電流表和電源串聯(lián)即可,實(shí)物圖如圖所示. (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得,U=E-Ir,圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢,故E=1.5 V,圖象的斜率表示內(nèi)阻,故r= Ω=1.0 Ω. 19
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