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1、第2講 電學實驗
[限訓練·通高考] 科學設題 拿下高考高分
(45分鐘)
1.(1)如圖甲所示,當電流表使用的量程為0~0.6 A時,對應刻度盤上每一小格代表________ A,圖中表針示數為________ A;當電流表使用的量程為0~3 A時,對應刻度盤中每一小格代表________ A,圖中表針示數為________ A.
(2)如圖乙所示,當電壓表使用的量程為0~3 V時,每小格表示________ V,圖中表針的示數為________ V;當電壓表使用的量程為0~15 V時,則表盤刻度每小格表示________ V,圖中表針示數為___
2、_____ V.
解析:(1)當電流表使用的量程為0~0.6 A時,刻度盤上的每一小格為0.02 A,表針所指的示數為0.44 A;當電流表使用的量程為0~3 A時,每一小格為0.1 A,表針所指的示數為2.20 A.
(2)當電壓表使用的量程為0~3 V時,每小格表示0.1 V,表針所指的示數為
1.70 V;當電壓表使用的量程為0~15 V時,每小格表示0.5 V,表針所指的示數為8.5 V.
答案:(1)0.02 0.44 0.1 2.20 (2)0.1 1.70 0.5 8.5
2.在“用多用電表測電阻、電流和電壓”的實驗中:
(1)用多用表測電流或電阻的過程中______
3、__.
A.在測量電阻時,更換倍率后必須重新進行調零
B.在測量電流時,更換量程后必須重新進行調零
C.在測量未知電阻時,必須先選擇倍率最大擋進行試測
D.在測量未知電流時,必須先選擇電流最大量程進行試測
(2)測量時多用表指針指在如圖所示位置.若選擇開關處于“10 V”擋,其讀數為________V;若選擇開關處于“×10”擋,其讀數________(選填“大于”“等于”或“小于”)200 Ω.
解析:(1)多用電表測量電阻時,更換倍率后都必須重新進行歐姆調零,選項A正確;測量電流前需要進行機械調零,更換量程時不需要進行再次調零,選項B錯誤;在測量未知電阻時,要先用中等倍率的
4、擋位試測,看指針偏角情況后再換用恰當倍率擋測量,故選項C錯誤;在測量未知電流時,必須選擇電流最大量程進行試測,避免電表燒壞,故選項D正確.(2)若選擇開關處于“10 V”擋,則電表的最小刻度為0.2 V,此時讀數為5.4 V;若選擇開關處于“×10”擋,根據表盤刻盤“左密右疏”可知,此時指針指示雖未知但小于15,所以讀數應該小于150 Ω,故小于200 Ω.
答案:(1)AD (2)5.4 小于
3.某同學制作了一個簡單的多用電表,圖甲為多用電表的內部電路圖.已知選用的電流表的內阻Rg=5 Ω、滿偏電流Ig=25 mA,當選擇開關接3時為量程為0~100 V的電壓表.該多用電表表盤如圖乙所
5、示,下排刻度均勻,C為上排刻度線的中間刻度,由于該同學粗心,上排刻度線對應數據沒有標出.
(1)若指針指在圖乙所示位置,選擇開關接1時其讀數為________;選擇開關接3時其讀數為________.
(2)為了測該多用電表歐姆擋的內阻和表內電源的電動勢,這位同學在實驗室找到了一個電阻箱,設計了如下實驗:
①將選擇開關接2,紅、黑表筆短接,調節(jié)滑動變阻器R1使電表指針滿偏;
②將電表紅、黑表筆與電阻箱相連,調節(jié)電阻箱使電表指針指在C處,此時電阻箱的示數如圖丙所示,則C處刻度應為________ Ω.
③計算得到多用電表內電源的電動勢為________ V.(保留兩位有效數字)
6、(3)調零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連,若指針在圖乙所示位置,則待測電阻的阻值為________ Ω.(保留兩位有效數字)
解析:(1)選擇開關接1時測電流,多用電表為量程是0~25 mA的電流表,其分度值為0.5 mA,示數為17.0 mA.選擇開關接3時測電壓,多用電表為量程是0~100 V的電壓表,其分度值為2 V,其示數為68 V.
(2)②由圖丙所示的電阻箱可知,電阻箱示數為0×1 000 Ω+1×100 Ω+5×10 Ω+0×1 Ω=150 Ω.
③指針指在C處時,電流表示數為12.5 mA=1.25×10-2 A,C處電阻為中值電阻,則電表內阻為150 Ω,電源電動
7、勢E=I×2R=1.25×10-2×2×150 V=3.8 V.
(3)根據第(1)問可知,調零后將電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連,此時電路中的電流值為17.0 mA,而表內電源的電動勢為E=3.8 V,表內總電阻等于中值電阻,為150 Ω,所以待測電阻的阻值約為R= Ω-150 Ω=74 Ω.
答案:(1)17.0 mA 68 V (2)②150?、?.8 (3)74
4.某技術質量監(jiān)督局曾對市場中電線電纜產品質量進行抽查,檢驗負責人說:“十幾個不合格產品中,大部分存在導體電阻不合格問題,主要是銅材質量不合格,使用了再生銅或含雜質很多的銅,電阻率達不到要求……”.
(1)欲測量某捆
8、電線的電阻率是否合格,經查閱,純銅的電阻率為1.7×10-8 Ω·m,取長度為100 m(真實長度)的電線,橫截面積取1 mm2,可供選用的器材有:
A.電源(電動勢約為6 V,內阻不計);
B.待測長度為100 m的電線一捆;
C.電壓表V1(量程為0~3 V,內阻為6 kΩ);
D.電壓表V2(量程為0~15 V,內阻為20 kΩ);
E.電流表A1(量程為0~0.6 A,內阻約為0.125 Ω);
F.電流表A2(量程為0~3 A,內阻約為0.025 Ω);
H.定值電阻R1=1 kΩ;
G.定值電阻R2=6 kΩ;
K.滑動變阻器(最大阻值為5 Ω,允許通過的最大電流
9、為3 A).
為使實驗盡可能準確,電表的示數均要達到滿偏的以上,請你根據實驗要求在圖甲中完成實物圖的連線,注意閉合開關的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.
(2)請你選擇合適的器材,電壓表為________,電流表為________,定值電阻為________.(填儀器前的序號)
(3)某次測量得電壓表示數為2.50 V,電流表讀數如圖乙所示,為________ A.
(4)經分析計算,這捆電線電阻率是否達標________.(選填“是”或“否”)
解析:(1)該捆電線的電阻約為Rx=ρ=1.7 Ω,小于滑動變阻器的最大電阻,故滑動變阻器采用限流式接法;電路中的最大電流大于0.6
10、 A,故電流表選量程較大的A2;閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大端,電壓表V1的量程太小,有被燒壞的危險,而電壓表V2的量程又太大,示數達不到滿偏量程的以上,故應把R2與V1串聯起來,擴大V1的量程;電流表采用外接法.測量電路如圖所示.
(2)由(1)中分析可知電壓表選C,電流表選F,定值電阻選G.
(3)電流表的讀數I=2.50 A.
(4)被測電線的電阻R== Ω=2.0 Ω,電阻率ρ== Ω·m=2.0×10-8 Ω·m>1.7×10-8 Ω·m,故該電線電阻率不達標.
答案:(1)圖見解析 (2)C F G (3)2.50 (4)否
5.實驗小組要測定一個電池組的
11、電動勢E和內阻r,并測量保護電阻的阻值Rx.已知電池組的電動勢約為6 V,電池內阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐,可選用的實驗器材有:
電流表A1(量程0~30 mA)
電流表A2(量程0~100 mA)
電壓表V1和電壓表V2(量程均為0~6 V)
滑動變阻器R1(阻值0~5 Ω)
滑動變阻器R2(阻值0~300 Ω)
開關S一個,導線若干
某同學設計的實驗過程如下:
①實驗電路圖如圖甲所示,正確連接電路;將滑動變阻器R接入電路的阻值調到最大,閉合開關S;
②逐漸減小滑動變阻器R的阻值,測量并記錄多組電壓表和電流表的數據U1、U2、I.
根據上面信息,回答下列問題:
12、(1)實驗中電流表應選用________,滑動變阻器應選用________.
(2)如圖乙所示是根據步驟②的測量數據作出的U1 -I圖象,由圖象可知,電源電動勢E=________ V,電源內阻r=________ Ω.(結果均保留兩位有效數字)
(3)用U1、U2、I表示待測保護電阻的阻值Rx=________,考慮到電表內阻對測量結果的影響,實驗中待測電阻的測量值與真實值相比________(選填“偏小”“偏大”或“相等”).
解析:(1)由題意可知,電動勢約為6 V,而電池內阻和待測電阻的阻值均約為幾十歐,為了保證實驗的安全,電流表應該選取A2,由電路圖可知,滑動變阻器是用來調節(jié)電
13、流的大小,R1的阻值小于待測電阻的阻值較多,故只能選取R2.(2)由圖象可知,圖線在縱軸上的截距表示電動勢大小,可知E=5.9 V,圖線的斜率的絕對值表示內阻大小,故r=||=25 Ω.(3)由部分電路的歐姆定律得Rx=,由于電壓表的分流作用,電流表的示數小于實際通過待測電阻Rx的電流I1,Rx的真實值為Rx0=,其中I
14、,滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω),滑動變阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流電源E(電動勢3 V),開關1個,導線若干.
實驗步驟如下:
①按電路原理圖(a)連接線路;
②將電阻箱阻值調節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖(a)中最左端所對應的位置,閉合開關S;
③調節(jié)滑動變阻器,使電壓表滿偏;
④保持滑動變阻器滑片的位置不變,調節(jié)電阻箱阻值,使電壓表的示數為2.00 V,記下電阻箱的阻值.
回答下列問題:
(1)實驗中應選擇滑動變阻器______________(填“R1”或“R2”).
(2)根據圖(a)所示電路將圖(b)中實物圖連線.
(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱
15、阻值為630.0 Ω,若認為調節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變,計算可得電壓表的內阻為______Ω(結果保留到個位).
(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯構成的,可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號).
A.100 μA B.250 μA C.500 μA D.1 mA
解析:(1)滑動變阻器R1的阻值較小,在分壓電路中便于調節(jié),故實驗中應選擇滑動變阻器R1.
(2)實物圖連線如圖所示.
(3)電阻箱阻值為0時,電壓表滿偏電壓Ug=2.5 V,電阻箱阻值R=630.0 Ω時,電壓表的示數UV=2.00 V,此時電阻箱兩端的電壓UR=Ug-UV=0.5 V,根據串聯電路電壓與電阻成正比可得=,
故Rg=R=×630.0 Ω=2 520 Ω.
(4)電壓表的滿偏電流為Ig,則IgRg=Ug,
故Ig== A≈1 mA,選項D正確.
答案:(1)R1 (2)圖見解析 (3)2 520 (4)D
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