- 交变电流
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如图所示,是用来做电磁感应实验装置的示意图,当闭合开关S时,发现电流表的指针向左偏转一下后,又回到中央位置.现继续进行实验
(1)把原线圈插入副线圈的过程中,电流表的指针将 (填“向左偏”或“向右偏”或“在中央位置”) .
(2)把原线圈插入副线圈后电流表的指针将(填“向左偏”或“向右偏”或“在中央位置”)
(3)原、副线圈保持不动,把变阻器滑动片P向右移动过程中,电流表的指针将 (填“向左偏”或“向右偏”或“在中央位置不动”)
正确答案
(1)向左偏 (2)在中央位置 (3)向左偏
试题分析:当闭合开关S时,发现电流表的指针向左偏,说明当穿过副线圈中的磁通量增大时,电流表向左偏,所以把原线圈插入副线圈的过程中, 穿过副线圈中的磁通量增大,电流表向左偏,
把原线圈插入副线圈后,副线圈中的磁通量恒定不变,所以没有感应电流,故不会发生偏转,
原、副线圈保持不动,把变阻器滑动片P向右移动过程中,原线圈中的电流增大,穿过副线圈的磁通量增大,故电流表向左偏转,
点评:本题通过实验现象,总结产生感应电流的条件和感应电流的方向的影响因素.
热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,现在伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约40Ω~50Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其他备用的仪表和器具有:盛有热水的水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~10
)、开关、导线若干。
图中,a、b、c三条图线能反映出热敏电阻的伏安特性的曲线是 。
在答题纸的虚线框中画出实验电路图(热敏电阻在虚线框中已画出),要求测量误差尽可能小。
根据电路图,在答题纸中的实物图上连线。
正确答案
(1)C、E(1分) 毫米刻度尺(1分) 打点计时器(1分) 天平(1分) 见解析(2分) (2)C(2分) 见解析(2分) 见解析(3分)
试题分析:(1)计算小车速度是利用打上点的纸带,故不需要秒表。打点计时器应使用低压交流电源,故多余的器材是C、E;
测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺,故缺少的器材是毫米刻度尺。
测量时间的工具是打点计时器;测量质量的工具是天平。
能。从A到B的过程中,恒力做的功为WAB=FxAB 物体动能的变量为
只要验证即可
优点:A、B两点的距离较远,测量时的相对误羞较小;
缺点:只进行了一次测量验证,说服力不强。
(2)热敏电阻随温度的升高,阻值减小,而I-U图线中,任一点的,可见c正确。
热敏电阻约40Ω~50Ω。由电压表、电流表内阻知临界阻值,即热敏电阻属小电阻,应用“外接法”,因要描绘伏安特性曲线,电压从0开始连续变化。因此用滑动变阻器的“分压式”接法,电路图如图所示。
点评:电学实验是高中学生学习的一个难点,仪器的选择,滑动变阻器的接法,电流表的接法,需要多积累,灵活应用
(11分)在“测定电池电动势和内阻”的实验中,电路如图所示。
(1)请在实物图中,用实线代替导线将器件按原理图连接成实验电路。
(2)一位同学在实验中记录的数据如下表所示,试根据表中数据在坐标纸上画出U-I图象。从图象中可以发现该同学记录的第____组数据有误。
(3)由图线读出该电池的电动势为E=______V, 该电池的内阻为r =______Ω。
(4)该实验的系统误差主要是由_____________
引起的。
正确答案
(1)电路连接如下图,(2)如右图,第3组。
(3)E=1.48V(在1.46V~1.50V范围内均给分),r=0.77Ω(在0.75Ω~0.79Ω范围内均给分)。(4)电压表分流。
本题考查的是“测定电池电动势和内阻”的实验的理解,根据闭合电路的欧姆定律可知第三组数据不正确;,计算出E=1.48V,r=0.77Ω;该实验的系统误差主要是由电压表分流引起的;
现有一块灵敏电流表A1,量程为150μA,内阻r1约为1000Ω,要精确测出其内阻r1,提供的器材有:
电流表A2:量程1mA,内阻r2=50Ω
定值电阻四个:R0=100Ω;R1=40Ω;R2=4000Ω;R3=40000Ω
滑动变阻器:阻值范围0~20Ω
电源E:电动势约为4.5V、内阻很小
开关S一个,导线若干
(1)为了精确测出r1,实验小组设计出了如图甲的、便于多次测量的、并能保证各电表示数超过其量程的的实验电路图。图中的电阻R对电路起保护作用,在R1、R2、R3中,R应选用 。
(2)请按电路图图甲,在图乙中完成电路连接。(请在答题卡上画)
(3)在所测量的数据中选一组数据,用测量量和已知量来计算A1表的内阻,计算的表达式为r1= 。(式中的I1、I2分别是电流表A1和A2此次的示数)
正确答案
(a)R2(3分)(b)如图(3分)
(c)(3分)
(a)R2(3分)(b)如图(3分)
(c)(3分)
在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,若待测电阻的丝的电阻约为5Ω,要求测量结果尽量准确,提供以下器材供选择:
A.电池组(3V,内阻约1Ω)
B.电流表(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
D.电压表(0~3V,内阻4KΩ)
E.电压表(0~15V,内阻15KΩ)
F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器(0~2000Ω,允许最大电流0.3A)
H.开关、导线若干
(1)实验时应从上述器材中选用___________________(填写仪器前字母代号).
(2)测电阻时,电流表、电压表、待测电阻在组成测量电路时,应采用安培表____接法,测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”).
(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图,则读数为____wzy________mm 。
(4)若用L表示金属丝的长度, d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式____ .
正确答案
(1)根据可知,要想测得电阻率,需要知道金属丝的长度,横截面积,和电阻,测量电阻所用方法为伏安法,选择:A.电池组(3V,内阻约1Ω),电路中电流最大值约为
,所以电流表选择C.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω),电源电压最大为3V,所以电压表选择D.电压表(0~3V,内阻4KΩ),为了操作方便,滑动变阻器选择F.滑动变阻器(0~20Ω,允许最大电流1A),连接电路还需用到H.开关、导线若干综上所选器材为:ACDFH
(2)因为所测电阻丝阻值较小,所以应采用安培表外接法,,所测电流值偏大,所以测得的电阻值偏小
(3)螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数:0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm
(4)计算金属丝电阻率的表达式
故答案为:
将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行校准。
①利用如图所示的电路测量电流表G的内电阻(图中电源的电动势E=4V),先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满度;再闭合S2,保持R不变,调节R/,使电流表指针偏转到满度的,读出此时R/的电阻值为450Ω,则电流表内电阻的测量值Rg=________Ω。
②将该表改装成量程为3V的电压表,需________(填“串联”或“并联”)阻值为R0=_______Ω的电阻。
③把改装好的电压表与标准电压表进行对照校准,试在答卷中对应的虚线框中画出实验原理图。
正确答案
①150Ω
②串联(2分) 9850(2分)
③如图所示(4分)
此题涉及实验电流表的改装。(1)当电流表示数为原来的,则流过电阻的R/的电流为电流表电流的
,电阻R/为电流表电阻的3倍,电流表电阻为150Ω。(2)将电流表改装成大量程的电压表需要串联一个大电阻,假设电阻为Rx,则
,代入数据解得Rx=9850Ω。(3)校对改装后电压表需要把它和准确的电压表并联,保持电压始终一致,并且滑动变阻器采用分压接法,保证电压从零开始变化。本题考查了利用串并电路知识改装大量程仪表的改装,难度较大。
现要用电流表对电路进行电流测量,但由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装然后进行测量.可供选择的器材如下:
电流表A1.A2(量程0~500μA,内阻约为500Ω)
滑动变阻器R(阻值0~100Ω.额定电流1.0A)
定值电阻R1(阻值约为100Ω)
电阻箱R2(阻值0~999.9Ω)
开关.导线若干
电源E
①测量电流表A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作:
A.断开S1 B.闭合S1.S2
C.按图连接线路,将滑动变阻器R的滑片调至最 (填“左”或“右”)端, R2
调至 .
D.调节R2,使表A1的示数为I1,记录R2的值
E.断开S2,闭合S3
F.调节滑动变阻
器R,使表A1.A2的指针偏转适中,记录表A1的示数I1
请把上述实验步骤中的空白处填上正确内容,然后按合理的顺序排列实验步骤:
.(填序号)
②将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程)
如果①中测出A2的内阻为468.0Ω,现用R2将A2改装成量程为20mA的电流表A, 应把R2调为 Ω与A2并联,改装后电流表A的内阻RA为 Ω.
正确答案
①左 最大(各1分)
②CBFEDA (4分)
③12 Ω,11.7Ω(各2分)
略
(11分)在实验室,小叶同学想测出某种材料的电阻率。
(1)(4分)由于不知是何种材料,也不知其大约阻值,于是,他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻,经正确操作后,用“×100W”档时发现指针偏转情况如图所示,则他应该换用 档(填“×10W”或“×1k”)重新测量。换档后,在测量前先要 。
(2)(4分)要测出(1)中所给材料样品的电阻率,必须精确测出该段样品的阻值。除了导线和开关外,实验室还备有以下器材可供选用:
电压表V1,量程6V,内阻RV1等于20kΩ
电压表V2,量程10V,内阻RV2约30kΩ
滑动变阻器R1,0~20Ω,额定电流2A
滑动变阻器R2,0~2000Ω,额定电流1mA
电源E(电动势为12 V,内阻r约2Ω)
请选择合适的器材,设计出便于精确测量的电路图画在方框中。其中滑动变阻器应选
(3)(3分)若选用其中一组电表的数据,设该段圆柱形材料的长为L,直径为d,由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为 ,式中符号的含义为 。
正确答案
(1)×1k,重新调零(或欧姆调零)(4分,每空2分)
(2)R1(2分) (图2分)
(3)(2分)U1表示电压表V1的示数,U2表示电压表V2的示数(1分)
试题分析:(1)指针偏转角较小,说明电阻较大,应换用更高的挡,每次换挡都要调零(2)由于实验要求精确测量电阻值,所以滑动变阻器应选用分压连接,没有电流表,应该让电压表代替电流表的作用,使两个电压表并联,让量程较小的电压表与定值电阻串联,由串联分压原理可知定值电阻选择R1(3)由 U1表示电压表V1的示数,U2表示电压表V2的示数
点评:难度中等,电压表在内阻已知的情况下可以当做电流表使用,掌握万用表的使用规范,每次换挡都要欧姆调零
某一阻值不变的纯电阻元件(阻值Rx约100Ω),额定功率为0.25w,要用伏安法较准确地测量它的阻值,实验器材有:
电流表A1:量程为60mA,内阻约为5Ω;
电流表A2:量程为1A,内阻约为0.5Ω;
电压表V1:量程为6V内阻约为10kΩ;
电压表V2:量程为30V,内阻约为50kΩ;
滑动变阻器R:0~10Ω,2A;
电源(E=9V),开关,导线若干。
(1)实验中应选用电流表为 ,电压表为 ;(填入器材符号)
(2)在虚线框内画出实验电路图:
(3)实验中电阻测量值与真实值相比 (填“偏大”、“偏小”或“相等”)
正确答案
(1);
(2)实验电路图如图所示
(3)偏小
试题分析:(1)电源电动势为9V,电路中的最大电流为,电流表
量程太大,故电流表选
;又因电源电动势为9V,电压表
量程太大,故电压表选
(2)由于,所以测量电路电流表外接,又因电源电动势为9V,电压表
量程为6V,滑动变阻器最大阻值为10Ω,为保障器材的安全,滑动变阻器用分压法;故实验电路如图
(3)电流表外接,由于电压表的分流作用,所以测量值比真实值偏小。
点评:本题关键,一要根据要求选择合适器材;二要选择合适的电路。
(6分)现要测量某一电压表V的内阻。给定的器材有:待测电压V(量程2V,内阻约4k);电流表mA(量程1.2mA,内阻约500
);直流电源E(电动势约2.4V,
阻不计);固定电阻3个;R1="4" 000,R2="10" 000
,R3="15" 000
;电键S及导线若干。
要求:测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。
i.试从3个固定电阻中选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在虚线框内画出测量电路的原理图。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出。)
ii.电路接通后,若电压表读数为U,电流表读数为I,则电压表内阻RV= 。
正确答案
i.电路图请画在方框中
ii.
试题分析:电源的电动势为2.4v,而电压表的量程为2v,故要测量电压表的内阻,需知道电压表两端的电压(可直接从电压表上读出)和流经电压表的电流,由于要求电流表和电压表的示数要大于其量程的一半,故需要为待测电压表并联定值电阻,而流经电压表的电流可用毫安表的示数减去流经定值电阻的电流,电压表的示数除以定值电阻的阻值就是流经定值电阻的电流.
i.根据闭合电路欧姆定律可得
解得,解得
故固定电阻应选,实验电路如图所示
ii.流过定值电阻的电流大小为,则流过电压表的电流为
,故电压表的内阻
点评:掌握了实验的基本原理就能驾轻就熟的解决各种问题,所以在日常的学习过程中要加强对基本原理的学习和积累.
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