- 交变电流
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(2012年2月济南检测)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,提供的实验器材有,
A.小灯泡(额定电压为3.8V,额定电流约为0.3A)
B.电流表A (0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电压表V(0~6V,内阻约为5kΩ)
D.滑动变阻器R1 (0~10Ω, 2A )
E.滑动变阻器R2 (0~100Ω, 0.2A )
F.电源(6V,内阻不计)
G.开关及导线若干
(1)实验中滑动变阻器选 (填“R1”或“R2”)
(2)该同学设计了实验测量电路,通过改变滑动变阻器滑片的位置,使电流表的读数从零开始变化,记录多组电压表的读数U和电流表的读数I 。请在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整
(3)该同学根据实验数据作出了如图乙的U-I图象,根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)
正确答案
(1)R1 (2)如图所示 (3)增大
“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验应该设计成分压电路,滑动变阻器选择阻值范围小的R1。由于小灯泡电阻小,采用电流表外接电路。根据图象可知小灯泡的电阻随着电流的增大而增大
某同学在一次研究性学习活动中想得到一节蓄电池的短路电流,为此设计了如下电路。已知该蓄电池的电动势约为2V、内阻非常小,该同学为防止调节滑动变阻器时造成蓄电池短路,在所设计的电路中选用了一个保护电阻。除蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外,物理实验室可提供的器材还有:
电流表A1(量程0.6 A)
电流表A2(量程3A)
电压表V1(量程3 V)
电压表V2(量程15 V)
定值电阻R1(阻值1Ω、额定功率5 W)
定值电阻R2(阻值10Ω、额定功率10 W)
(1)为了保证电路安全并提高测量精度,该同学应选的电流表为 ,电压表为 ,保护电阻为____。(填写器材符号)
(2)该同学又选用了其他规格的器材利用上述电路进行实验,测得电压表与电流表的示数如下表所示。根据表中数据,作出U-I图象,根据图象求得蓄电池的短路电流为 A。(保留三位有效数字)
正确答案
(1) A1; v1 ; R1 (每空2分)
(2)做出的U-I图象如图所示(2分)
20.0 A(3分)(19.0 A ~ 21.1 A之间均可给分)
(1)电源电动势为2V,所以电压表应选V1,定值电阻选R1时,电路中的最大电流为2A,但不能取到,此时电流表选A1较为准确,(2)略
(12分)现要测量电流表G1的内阻,给出下列器材:
电流表G1(量程5 mA,内阻r1约为150左右),电流表G2(量程10 mA,内阻r2约为100
左右)
定值电阻R1="100Ω " 定值电阻R2=10Ω
滑动变阻器R3(0~200)
干电池(1.5 V,内阻未知)
单刀单掷开关S 导线若干
①定值电阻选 ;
②在方框中画出实验电路设计图,并标明所用器材的代号;
③若选测量数据中的一组来计算,所用的表达式
___________________________,
式中各符号的意义是:_______________________________________________________。
正确答案
①R1(2分)
②电路图如图所示(4分)
③(3分)
I1、I2分别表示电流表G1、G2读数,R1表示定值电阻R1的阻值。(3分)
略
某待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
E.电源E,电动势E=4V(内阻不计)
F.电键S及导线若干
(1)根据上述器材完成此实验,测量时要求电表读数不得小于其量程的1/3,请你在虚线框内画出测量Rx的一种实验原理图(图中元件使用题干中相应英文字母符号标注)。
(2)实验时电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,用已知的和测得的物理量表示Rx=__________。(用字母表示)
正确答案
(1)如右图所示
(2)
略
听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学将一个土豆
做成“水果电池”。同学们通过查阅资料知道这种水果的电动
势大约1V左右,又用量程为0~3V、内阻约50kΩ的伏特表测
其两极时读数为0.96V。可是当他们将四个这样的水果电池串
起来给标为“3V,0.5A”的小灯泡供电时,灯泡并不发光。检
查灯泡、线路均没有故障,而用伏特表直接测量其电压确实
能达到3V多。
(1)据你分析,出现这种现象的原因应当是: (不要求写分析、推导过程)。
(2)为了能尽可能准确测定“水果电池”的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
E.滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)
F.变阻箱(0~9999Ω)
①实验中应选择的器材是________ (填器材前的字母代号)。
②在方框中画出应采用的电路。
正确答案
水果电池的内阻太大。(2分)(2)①B(2分)、F(2分) ②
略
(1)某学习小组为了测小电动机的内阻,进行了如下的实验:
① 测得滑块的质量为5.0 kg;
② 将滑块、打点计时器和纸带安装在水平桌面上,如图甲所示;
③ 接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④ 电动机以额定功率通过水平细绳牵引滑块运动,达到最大速度时,输入电动机电流为0.5A,电动机两端电压为36V,一段时间后关闭电源并立即制动电动机,待滑块静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)。在关闭电源前后,打点计时器在纸带上打出的部分点迹如图乙所示。
请你分析纸带的数据,回答下列问题:(计算结果保留二位有效数字)
①、该滑块达到的最大速度为_________________m/s ;
②、关闭电源后,滑块运动的加速度大小为_______________m/s2 ;
③、该电动机的内阻为____________Ω 。
(2).在测定某新型电池的电动势和内阻的实验中,所提供的器材有:
待测电池(电动势约6V)
电流表G(量程6.0mA,内阻r1=100Ω)
电流表A(量程0.6A,内阻r2=5.0Ω)
定值电阻 R1=100Ω,定值电阻R2=900Ω
滑动变阻器R/(0~50Ω),开关、导线若干
①为了精确测出该电池的电动势和内阻,采用图甲所示实验电路图,其中定值电阻应选用___________(选填R1或R2)。
②请根据电路图甲完成图乙中的实物连线。
③某同学在实验中测出电流表A和电流表G的示数I和Ig根据记录数据作出Ig— I图象如图丙所示(图象的纵截距用b表示,斜率用k表示),根据图象可求得,被测电池电动势的表达式E="___________" , 其值为________V;内阻的表达式r=__________,其值为_________Ω
正确答案
(1): ①、1.5 m/s ②、2.0 m/s2 ③、12Ω
(2): ①、R2 ②、
③E=b(r1+R2) 5.8V r=-k(r1+R2) 2Ω
试题分析:(1): ①纸带的速度,此后x变小,速度变慢;②、关闭电源后,滑块运动的加速度大小
,即
③、输出功率P=Fv,在匀速是F=f,当断开电源物体减速即f=ma,代入则
,总功率为P=UI=18W,所以内阻消耗3W即
带入求解则r=12Ω
(2)测定某新型电池的电动势和内阻的实验中,G表与R串联其实就是电压表,应该用定值电阻R2=900Ω。因此化简为
,
,通过待定系数法
,因此
,纵坐标扩大1000倍即为电动势0.058mA*1000Ω=5.8V。
可知
,阻值为2Ω
点评:本题考查了常规仪器的使用和测量,通过闭合电路欧姆定律测量电动势和内阻,本题要意识到电流表G和电阻串联的作用等效为电压表,从而顺利解题。
(10分)某同学为了测量电流表G的内阻和一段电阻丝AB的电阻率ρ,设计了如图甲所示的电路.已知滑片P与电阻丝有良好的接触,其他连接导线电阻不计.现有以下器材:
A.待测电流表G(量程为60mA,内阻Rg);B.一段粗细均匀的电阻丝AB(横截面积为S=1.0×10-7m2,总长度为L总="60" cm);C.定值电阻R=20Ω
;D.电源E(电动势为6V,内阻不计);E.毫米刻度尺;F.电键S,导线若干
(1)按照电路图在图乙上用笔画线代替导线连接好电路,闭合电键S,调节滑片P的位置,测出电阻丝AP的长度L和电流表的读数I;改变P的位置,共测得5组L与I的值.
(2)根据测出的I的值,计算出的值,并在坐标纸上描出了各数据点(L,
),如图丙所示,请根据这些数据点在图丙上作出
-L的图象.
(3)由-L的图象可得待测电流表内阻Rg=________Ω,电阻丝电阻率ρ=_________Ω·m.(结果保留两位有效数字)
(4)实验所提供的器材中,如果电源E的内阻未知且不能忽略,其他条件不变,则( )
A.仍能测出Rg和ρ B.Rg和ρ均不能测出
C.只能测出Rg D.只能测出ρ
正确答案
(1)如图所示(2分);
(2)如图所示(2分);
(3)90~98均可(2分),(2分);
(4)D(2分)。
略
Ⅰ.在电磁感应现象实验中,研究磁通量变化与感应电流方向的关系时,所需的实验器材如图所示.现已用导线连接了部分实验电路.
(1)请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路;
(2)实验时,将L1插入线圈L2中,合上开关瞬间,观察到电流计的指针发生偏转,这个现象揭示的规律是__________________________;
(3)(多选)某同学设想使一线圈中电流逆时针流动,另一线圈中感应电流顺时针流动,可行的实验操作是
正确答案
(1)连接其余部分电路如图所示
(2)、电磁感应现象
(3)、B 、C
略
(12分)请完成以下两小题。
(1)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线、
,并测出间距
开始时讲模板置于
处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数
,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数
,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到
处的时间
。
①木板的加速度可以用、
表示为
= ;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可) 。
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是 。
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是 。
a.可以改变滑动摩擦力的大小
b.可以更方便地获取多组实验数据
c.可以比较精确地测出摩擦力的大小
d.可以获得更大的加速度以提高实验精度
(2)在测定金属电阻率的试验中,某同学连接电路如图所示。闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):
①若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是 (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。
②若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至 档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5”),再将 (填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次是 、 、 。
正确答案
(1)① 保持
不变,重复实验多次测量,求平均值
②
③
(2)①待测金属丝
②直流电压10V;红
0、 E、E
略
(12分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表,整个实验过程如下:
A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R'的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时R'的阻值;
B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;
C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;
D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;
E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;
F.计算出电阻丝的电阻率。
根据上述实验过程完成下列问题:
(1)已知电流表的满偏电流为200μA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R'的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0=____Ω的电阻;
(2)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是 ( )
A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小
B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小
C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大
D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大
(3)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列a、b数据做出的a-b图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为__________Ω。
正确答案
(1)9.50×103 (4分) (2)C (4分) (3)10.0 (4分)(写成10同样给分)
略
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