- 交变电流
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在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a))中,得到图线如图(b)所示。
(1)(多选题)在实验中需保持不变的是( )
(2)线圈匝数增加一倍后重做该实验,在图(b)中画出实验图线。
正确答案
AD、
试题分析:根据法拉第电磁感应定律,本实验中,E-△t图线是直线,说明n和△ϕ是定值,而△ϕ=△B﹒S,要△B不变,要求光电门的位置(相对于线圈)和挡光片的宽度不变.
解:(1)改变小车的释放位置或导轨倾斜的角度可以改变时间△t,因为,d是挡光片的宽度,v是挡光片通过光电门时的速度,
,其中θ为导轨倾斜的角度,s为小车的释放位置到光电门的距离,由小车的释放位置决定.
(2)根据,线圈匝数增加一倍后,感应电动势增加一倍,电压传感器读数增加一倍.如点(3,2)变为(3,4),点(10,6)变为(10,12),连接(3,4)和(10,12)两点即可得到新的图线,见答案.
故答案为:(1)A,D
(2)见图
点评:本题考查“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验的实验原理和实验步骤及数据处理(图象)等.考查实验,不是照抄教科书的实验器材和步骤,教科书用的是微安表,本题用电压传感器,体现了课程标准的新理念,教科书用人手动磁铁,本题用倾斜的导轨使磁铁运动,并且用光电门测时间.老实验:研究电磁感应,新器材:电压传感器、光电门,新思路:选择不变量(同时也就选择了可变量),画新图:改变匝数后的E-1/△t图线,正可谓:推陈出新,新胜于陈.只有在不看答案的情况下做题,才能体验到题目的妙处.
当使用多用电表测量物理量时,多用电表表盘示数如图所示.若此时选择开关对准 ×10Ω挡,则被测电阻的阻值为 Ω.若用多用电表测量另一个电阻的阻值发现指针偏转角度很大,则应该换用倍率更 (填“高”或“低”)的挡位,换挡后还要 ,用完电表后把选择开关拨到 .
正确答案
(1)2.8102 低(2)欧姆调零 off挡或者交流电压最高挡
试题分析:(1)电表的读数为:,偏转角度大,说明电阻小,故需要换用低档测量
(2)使用欧姆档时,每换一次档,就需要重新欧姆调零,用完后为了保护电表,所以应将选择开关拨到off挡或者交流电压最高挡
点评:使用欧姆档时,每换一次档,就需要重新欧姆调零,用完后为了保护电表,所以应将选择开关拨到off挡或者交流电压最高挡
2010年广州亚运盛会堪称是LED绿色照明技术、节能照明产品得到全面应用的照明科技博览会。无论是海心沙、广州塔、广州中轴线城市景观照明等重点工程项目,还是亚运城、大学城等数十个场馆和设施,处处都闪耀着国产LED绿色照明、节能照明产品的光芒。某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右,电学符号与小灯泡电学符号相同。
实验室提供的器材有:
额定电压为3V的LED灯,正常工作时电阻大约500Ω左右
电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
定值电阻R2=1985Ω
滑动变阻器R1(0至20Ω)一只
电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
电键S一只
(1)不增减上述器材的情况下在下边方框中画出应采用的电路图
(2)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx ,当表达式中的 (填字母)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为正常工作时电阻。
正确答案
(1)如下图(4分)
(2) I2 1.5mA (每空2分)
(1)LED灯正常发光时电流为3/500=6mA,电流表A2的量程偏小,可用电流表与定值电阻串联,定值电阻起到分压限流的作用,由于电压表V的内阻已知,可做电流表来用,要精确测定电阻,需要去多组数据,滑动变阻器选择分压式(2)由欧姆定律,得灯泡电阻为
(9分) 为检测一滑动变阻器的总电阻,现可供使用的器材如下:
E.电压表V2,量程3 V,内阻约3 kΩ
F.滑动变阻器R,总电阻约20 Ω
G.直流电源E,电动势3 V,内阻不计
H.电键S、导线若干
①为了尽可能精确测定Rx的总电阻值,所选电流表为___________(填“A1”或“A2”),所选电压表为_________(填“V1”或“V2”)。
②请根据实验原理图甲,完成图乙未完成的实物连接,使其成为测量电路。
③如图丙所示是用螺旋测微器测量待测滑动变阻器所采用的电阻丝的直径,则该电阻丝的直径为
正确答案
①A1; V2(每空1分)②如图:(4分)
③1.205(3分)(说明:在1.203~1.207范围内均正确)
试题分析:①根据欧姆定律估算出通过待测电阻的最大电流为I==0.6A,所以电流表应选A1,因为电源电动势为3V,所以电压表应选V2.
②由于,所以电流表应用外接法,滑动变阻器用分压式,电路图如答案所示,
③螺旋测微器固定刻度为1.0mm,可动刻度为0.01×20.5=0.205mm,所以最终读数为1.205mm
在探究规格为“6V,3W”的小电珠L。伏安特性曲线实验中,
(1)实验室提供了9V的电压源和量程为3V、内阻为5k,电压表,出于安全考虑,要将其改装成量程为9V的电压表,则在改装时应将电阻R= k
与量程为3v的电压表连接.
(2)选用量程为0.6A,内阻约为4的电流表和量程为9V的电压表连接在电路中测小电珠的电压和电流.实验中要使系统误差尽量小,且电表示数变化范围尽量大,你认为以下实验电路应选____(填写相应的字母)
正确答案
(1)10 kΩ (2) C
试题分析:根据测量目的,待测电珠为额定电流0.5A,电阻为12欧姆的原件。要将电压表改装成大量程电压表,需要串联电阻即,急需要串联一个10k
的电阻与之串联。
为了系统误差尽量小,且电压表读数范围尽量大,只有分压式电路满足,因此AB排除。根据判别式,该待测电阻属于小电阻,所以选择安培表外接,即电路选择C。
点评:此类题型十分常见,考察了根据实际要求将电压表改装以及根据实验目的选择合适的测量方案,体现了学生的综合素质。
某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6 A,内阻约0.1 Ω;电压表的量程为3 V,内阻约6 kΩ;G为小量程电流表;电源电动势约3 V,内阻较小,下列电路中正确的是( )
正确答案
AB
试题分析:电动势为3V,电阻为5Ω,说明最大电流为0.6A,所以A可以。根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,电压表测量路端电压,安培表测量电源输出电流,因此可行。描绘小灯泡的伏安特性曲线,要能经过坐标原点,限流式电路做不到,C不行。测定电流表内阻可以用替换法,即电阻箱应该与滑动变阻器交换位置,所以D不行
点评:此类题型考察了选择实验电路的综合判断能力
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材:
A.小灯泡(3.8 V,1.5 W)
B.直流电源(电动势4.5 V,内阻约0.4 Ω)
C.电流表(量程0~500 mA,内阻约0.5 Ω)
D.电压表(量程0~5 V,内阻约5000 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器R2(0~50 Ω,额定电流1 A)
G.开关一个,导线若干
如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如下图所示的四个电路中的 ,应选用的滑动变阻器是 (选填R1或R2)。
正确答案
丙 ; R1
试题分析:由于小灯泡的电阻与电流表内阻相当,所以电流表采用外接法,要求测量误差较小,滑动变阻器应该采用分压连接以获得多组数据,此时的滑动变阻器选择阻值较小的
点评:本题难度较小,该实验有些连接方式是固定不变的,由于小灯泡电阻较小,所以电流表必须采用外接法,由于要描点连线,所以要多测量几组数据,滑动变阻器采用分压连接
(10分)某同学要描绘半导体二极管的电流I与正向电压U的关系图象,利用如图所示电路做实验,得到的U和I的实验数据见下表:
(1)在闭合电键S前,变阻器的滑动片应移至
的 (选填“左端”或“右端”)。
(2)当时,对电压起粗调作用的是 (选填“
”或“
”)。
(3)在坐标纸中画出二极管的电流I与正向电压U的关系图象。
(4)将上述的二极管接入如右图所示电路中,已知电源电动势 E=9V、内阻不计,电阻R1=2kΩ,则二极管D消耗的电功率为 W。
正确答案
(1)右端 (2分)
(2)R1 (2分)
(3)如图所示 (3分)
(4)(
) (3分)
(1)在闭合电键S前,变阻器的阻值应调到最大
(2)大的滑动变阻器起到粗调的作用
(3)略
(4)把R1归到电源内阻,二极管两端的电压即为路端电压,画出路端电压和电流的关系图像(与横坐标的交点为电源电动势,与横坐标的交点为短路电流E/R 1),曲线和直线的交点就是此时二极管的工作电压和电流
某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘作了果汁电池,他们测量这种电池的电动势E和内阻r,并探究电极间距对E和r的影响。实验器材如题22图3所示。
①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式___________,利用测量数据作出U-I图像,得出E和r。
②将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,请在题22图3中用笔画线代替导线连接电路。
③实验中依次减小铜片与锌片的间距,分别得到相应果汁电池的U-I图像如题22图4(见下页)中(a)、(b)、(c)、(d)所示,由此可知:
在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势___________(填“增大”“减小”或“不变”),电源内阻________(填“增大”“减小”或“不变”)。
曲线(c)对应的电源电动势E=_____________V,内阻r=____________Ω,当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出功率P=_____________mW.(均保留三位有效数字)
正确答案
①U=E-Ir ②如图
③不变 增大 0.975 478 0.268
①测量E和r的实验方案为:调节滑动变阻器,改变电源两端的电压U和流过电源的电流I,依据公式U="E-Ir" ,利用测量数据作出U-I图像,U-I图像与纵轴截距等于电源电动势E,图线斜率的绝对值等于电源内阻r。
②由于将电压表视为理想表,要求避免电流表分压作用对测量结果的影响,所以把电流表与滑动变阻器串联后与电源开关构成闭合回路,电压表并联在电源和开关两端。
③实验中依次减小铜片与锌片的间距,在该实验中,随电极间距的减小,电源电动势不变,电源内阻增大。曲线(c)对应的电源电动势E=0.975V,内阻r=478Ω。当外电路总电阻为2500Ω时,该电源的输出电流为I==0.327mA,对应电压为U=0.82V,该电源的输出功率P=UI=0.82V×0.327mA =0.268mW。
在描绘一只小电珠(2.5V,0.5A)的伏安特性曲线实验中,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电源E(电动势为3.0V,内阻不计)
B.电压表V1(量程为0 ~3.0V,内阻约为2kΩ)
C.电压表V2(量程为0 ~15.0V,内阻约为6KΩ)
D.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为1Ω
E.电流表A2(量程为0~100mA,内阻约为2Ω)
F.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值2kΩ)
小题1:为了减小实验误差,实验中电压表应选择____________,电流表应选择____________,滑动变阻器应选择_____________。(填器材的符号)
小题2:为提高此实验精度,请你设计一实验电路并画在左侧方框中,在右侧图中连接实物图。
正确答案
小题1:V1 , A1 , R1
小题2:
本题是测定小灯泡的伏安特性曲线。仪器的选择要安全准确。小灯泡的额定电压是2.5V,应选择3V量程的电压表。额定电流0.5A,可选择0.6A量程的电压表。小灯泡的电阻大约,所以选择滑动变阻器最大阻值为10Ω的即可。小灯泡是小电阻,应采用电流表的外接法,为了尽可能多的测量数据,保证电流和电压从零开始调整,应采用滑动变阻器的分压接法。本题有多种仪器的区分和选择,电路图的设计,考查知识比较基础。
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