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简答题

(共8分)某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时,连接电路的实物图如图所示。

(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是     

A.滑动变阻器,不起变阻作用

B.电流表接线有错

C.电压表量程选用不当

D.电压表接线有错

(2)在答题卡线框内画出这个实验的正确电路图。

(3)实验桌上有下列三种器材,需要选择

A.新电池一节

B.旧电池一节

C.滑动变阻器(10Ω,2A) 

D.滑动变阻器(500Ω,2A)

E.电压表(3V,3000Ω)   F.电压表(3V,5000Ω)

为了减小实验误差,则干电池、滑动变阻器和电压表应分别选用           (只填序号)。

正确答案

(1)AD;(2)如图所示;(3)B;C;F;

试题分析:(1)由图可以看出,变阻器将下端的两个接线柱接入了电路中,故它起不到变阻的作用,A是一个,再看电压表,电源的正极接到了电压表的负接线柱上了,故电压表的接线有错,D也是一个;

(2)正确的电路图在画时要按照一定的方向来画会更好一些,其电路图如图所示。

(3)选择电池时尽量选择旧电池,因为旧电池的内阻较大些,容易测量;滑动变阻器尽量小一些,使得电路中的电流不至于太小,便于读数;电压表的内阻尽量大一些,使得其分得的电流小一些,读数全更精确,故器材分别选取B、C、F。

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简答题

(8分)实验室中测量某一电阻的阻值。

(1)选用“×l0”的电阻挡,正确操作后,该电阻的示数如图,则该R约为     Ω;

(2)某同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:

待测电阻R                            直流电源E(电动势4 V,内阻不记)

电流表A1(量程0~4 mA,内阻约50Ω )   电流表A2(量程0~10 mA,内阻约30Ω)

电压表V1(量程0~3 V,内阻约10kΩ)    电压表V2(量程0~l5 V,内阻约25kΩ)

滑动变阻器R1(阻值范围0~15Ω,允许通过的最大电流2.0A)

滑动变阻器R2(阻值范围0~2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)

开关S,导线若干

为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,应选择的器材有待测电阻R、电源E、开关、导线以及                (填仪器符号);

(3)请在答题卡线框内画出测量的电路图.

正确答案

(1)240Ω;(2);(3)电路如图。

试题分析:(1)由表盘的指针位置可直接读数得24,所以其电阻值为24×10Ω=240Ω;

(2)如果电源电压直接加在被测电阻上,通过电阻的电流大约是I=≈16mA,故采用分压式连接电路时,通过调节加在被测电阻上的电压可以让电流在10mA以内,而A1的量程是4mA,太小了,故我们选择电流表A2;然后再选择电压表,当通过电阻的电流为10mA时,电阻两端的电压才是U=10mA×240Ω=2.4V,故我们选择3V量程的电压表V1测量时会更精确一些;滑动变阻器在选择时应该尽量选用阻值较小的,以便于调节,故选择R1

(3)为了测得多组数据,采用分压式较好,由于电流表的内阻相对于被测电阻而言差别不太大,故采用电流表外接的方式可以减小系统误差,设计的电路图如图所示。

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简答题

在测定一根粗细均匀合金丝Rx的电阻率的实验中,待测合金丝Rx的电阻约为5Ω.提供的仪器有:

A.电压表V(内阻约为10kΩ,量程为3V)

B.电流表A1(内阻约为3Ω,量程为0.6A)

C.电流表A2(内阻约为0.1Ω,量程为3A)

D.滑动变阻器R(阻值为0~5Ω,额定电流为2A)

E.电源E(电动势为5V,内电阻为1Ω)

F.一个开关、若干导线

①要求较准确地测出其阻值,电流表应选   .(填序号)

②某同学根据以上仪器,按图(14)连接实验线路,在实验中发现电流表示数变化范围较窄,现请你用笔在图中画一条线对电路进行修改,使电流表示数的变化范围变宽.

③修改后的电路其测量结果比真实值偏___(填“大”或“小”).

正确答案

① B

③小

试题分析:①因为电源电压为5V,则电路中可能出现的最大电流为,通过滑动变阻器的控制可使电流控制在0.6A以内,则电流表选B即可;②改后的电路如图;③由于电压表的分流作用,使得电流表的读数大于电阻上的实际电流,根据,可知电阻的测量值偏小。

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简答题

用伏安法测一节干电池的电动势ε和内电阻r,所给的器材有:

(1)(2分)请在虚线框内画出实验电路图(标明变阻器规格).

(2)(2分)如图所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点,请你完成图线,并由图线求出ε=________V,r=________Ω.

(3)(2分)若只选用两组数据,用闭合电路欧姆定律算出ε、r,有可能误差较大.若选用第

________和第________组数据误差最大.

正确答案

(1)见下图 

(2)图线见下图1.5(1.47-1.52)  O.5(0.47-0.52)  (3)5,6

试题分析:(1)在实验的过程中,为了调节方便滑动变阻器要选R1,电路中的开关要能控制整个电路,具体电路图见答案。

由图线知,电源的电动势为1.5V,内阻

由图知,5、6两点离图线最远,若选用两组数据,用闭合电路欧姆定律算出ε、r,选用5、6两点计算误差最大。

点评:学生要熟练掌握用电压表和电流表测电源电动势的电路图,并会选用所用的实验仪器。

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简答题

(10分)某实验小组要描绘一个标有“3.8V,1W”的小灯泡RL的R~U曲线,设计了图16-1的实验电路,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下可供选择:

A.电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)

B.直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)

C.电流表A1(量程150mA,内阻约为2Ω)

D.电流表A2(量程300mA,内阻约1Ω)

E.滑动变阻器R1(阻值0 ~ 10Ω,1A)

F.滑动变阻器R2(阻值0 ~ 200Ω,1A)

⑴实验中为较准确测量、方便调节,电流表应选用  (填A1或A2),滑动变阻器应

选用    (填R1或R2);

⑵根据实验数据计算并绘出了R-U的图象如图。由图象可知,当所加电压为3.00V时,小灯泡实际消耗的电功率为 W 。如果灯丝电阻R与其温度t的关系是R=k(t+273)(k为比例系数),室温为27℃ ,可知该小灯泡正常发光时,灯丝温度约为  ℃;

⑶小灯珠的电功率P随电压U变化图象及其伏安特性曲线可能分别是图中的 

A.①和③     B.①和④     C.②和③

正确答案

(1)A2;R1(填D、E也给分);(2)0.78(2分);23270C(2分);(3)C(2分);

试题分析:(1)小灯泡的正常工作电流,故应选择电流表A2;为保证调节方便灵敏,变阻器的最大电阻应比小灯泡的正常工作电阻小,所以应选择电阻;(2)当所加电压为3V时,由图可知此时小灯泡的电阻,所以可得小灯泡消耗的电功率;将室温电阻1.5Ω代入题目所给关系式可解得,小灯泡正常发光时的电阻由图可知为13Ω,代入关系式解得;(3)由欧姆定律可得可知,其伏安特性曲线的割线斜率的倒数表示小灯泡的电阻,结合图可知,伏安曲线的割线斜率是是逐渐变小的,所以伏安特性曲线可能是③;因灯泡电流随着电压的增大而增大,由功率公式可知,其斜率表示电流,逐渐变大,所以电功率P随电压U的变化图象可能是②,故只有C正确;

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简答题

(1)测量普通干电池电源电动势和内电阻应该选用__________(填“图甲”或“图乙”)所示的电路图.

(2)实验中某同学根据自己测得的实验数据在坐标纸上描了几个点,请你根据他描的点画出U—I图线,并根据图线求出电池的电动势E=__________V(保留2位有效数字),电池的内电阻r =__________Ω(保留2位有效数字).

正确答案

(1)图甲    (2)1.5    0.89~0.96

试题分析:(1)本实验中电压表应测量路端电压,电流表应测量通过电源的电流,由于电压表和电流表都有一定的内阻,两种电路都存在系统误差.甲电路中,电流表读出的不是通过电源的电流,比电源的电流小,其读数等于电源的电流与通过电压表电流之差,误差来源于电压表的分流,而乙电路中,电压表测量的电压不等于路端电压,是由于电流表的分压.由于电源的内阻较小,电流表的内阻也较小,若采用乙电路,电流表分压较大,测得的内阻误差较大.而甲电路中,电源内阻较小时,电压表分流较小,测量误差较小.故可采用甲电路进行实验.

(2)依据描点作图时,注意应使所作直线穿过尽可能多的数据点,不在直线上的点尽量均匀分布在直线的两侧,误差较大的点直接舍去。

由U=E-Ir可得图象与纵坐标的交点为电源的电动势,图象的斜率表示电源的内阻,由图象可得电动势E=1.5V,r= 0.89~0.96Ω.

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简答题

(10分)如图是一同学测量某导电液体电阻率的实物连线图.图中均匀的长直玻璃管内径为d,里面充满待测导电液体,玻璃管两端各装有一电极,电极距离为L.

(1) 根据实物连线图在虚线框内画出实验的电路原理图,其中导电液体用电阻Rx表示。

(2)在接通电路前,为保证器材安全滑动变阻器的滑片P应移到最    端(填“左”或“右”)。

在电路调试时,该同学发现:闭合开关S1后,单刀双掷开关S2接到a接点时电压表示数为4.5 V、电流表示数为180μA;单刀双掷开关S2接到b 接点时电压表示数为4.6 V、电流表示数为164μA。正式测量时,为减小实验误差,单刀双掷开关S2应接到    点(填“a”或“b”)。

(3)该同学正确完成实验,测得该段液体的电阻R0,则该导电液体的电阻率的表达式为ρ=                (用R0、L、d等表示).

正确答案

(1)

(2)右,b

(3)

试题分析:电路如图所示

接通电路前为保证电路的安全,应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大,即滑片应移到最右端。分别使用内接法和外接法时电流表示数变化大,电压表示数变化小,说明电流表对示数影响较小,即电流表内阻远远小于被测电阻,为减小误差应当采用电流表内接法。故接b端。根据欧姆定律,电阻率公式,及可得电阻率

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简答题

如图所示为多用表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内阻rg=100 Ω,调零电阻最大阻值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V,用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是

正确答案

B

试题分析:欧姆表能准确测量的阻值范围是是量程的,即电流表的电流为100μA~200μA;根据闭合电路欧姆定律可知满偏电流时有,调零电阻R=4850Ω,当电流表的电流为100μA时有,解得;当电流表的电流为200μA时有,解得,所以在2.5kΩ~10kΩ范围内能准确测量,选项中只有B选项在此范围内。

故选B

点评:使用欧姆表时要合理选择量程,使指针尽可能在中间刻度附近,参考指针偏转在的范围(或电流表指针偏转满度电流的1/3~2/3),若指针偏角太大,应改接低挡位,反之就改换高挡位,读数时应将指针示数乘以挡位倍数.

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简答题

(6分)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

①如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的________,应选用的滑动变阻器是________(填器材前的字母)

②在描绘小灯泡的伏安特性时,以电流值作横坐标,电压值作纵坐标.所得的实际图线可能是下图图线中的_______________

正确答案

(1) ① 丙    E②   D

试题分析:由于伏安特性曲线中的电压和电流均要从零开始测量,所以滑动变阻器应选用分压式,分压式接法适用于测量较大阻值电阻(与滑动变阻器的总电阻相比),由于R1L,选用R1时滑片移动时,电压变化明显,便于调节.又小灯泡的电阻约RL=9.6 Ω,RV/RL>RL/RA,所以安培表应该选用外接法.故应选用图丙所示电路.

② 随着灯泡中电流的增大,灯丝温度升高电阻变大,反映在U-I图线上应该是曲线且曲线的斜率越来越大,故选项D正确

点评:难度中等,由于该实验要求多测量几组数据,所以滑动变阻器必须采用分压连接,根据小灯泡电阻与电流表内阻相当,选择外接法连接

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简答题

(1)一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径,如图1所示.该工件的直径为           mm;图2中螺旋测微器的读数为        mm

(2)(从下面给定的器材中选出适当的实验器材(有些器材的阻值是大约值,有些器材的阻值是准确值).设计一个测量阻值Rx约为15kΩ的电阻的电路,要求方法简捷,要尽可能提高测量的精度.

电流表A1,量程1mA,内阻rA1≈50Ω

电流表A2,量程300μA,内阻rA2≈300Ω

电流表A3,量程100μA,内阻rA3≈500Ω

电压表V1,量程10V,内阻rV1=15kΩ

电压表V2,量程3V,内阻rV2=10kΩ

滑动变阻器R,全阻值50Ω,额定电流为1A电池组,电动势3V,内阻很小但不能忽略开关及导线若干

①测量电路中电流表应选         ,电压表应选          (填代号).

②在图所示的虚线框中画出测量Rx的电路图.

③在所测量数据中选一组数据计算Rx,计算表达式              ,式中各量的含义为          

                                   

正确答案

(1)29.8mm     2.7220.001mm (2)①        

②电路图如下

   

表示电压表的示数,表示电流的示数,表示电压表的内阻

试题分析:(1)游标卡尺读数方法:首先读出游标尺0刻线对应的主尺的整数部分读作n毫米,然后读出游标尺第几个刻度线和主尺刻度线对齐,读作m,最后读数为:(m+n×0.05)mm,所以本题读作29.8mm.

螺旋测微器的读数包括两部分:大于0.5mm的刻度值由主尺读出,用m表示;小于0.5mm的刻度值由旋轮(即可动刻度)读出,用n表示,可动刻度要估读一位,则螺旋测微器所测量的值为m+0.01n,单位为毫米。所以本题读作2.7220.001mm

(2)①根据,电路的最大电流,故电流表选可知 ;电源电动势为3V,所以电压表选   

②   滑动变阻器较小,所以采用分压电路,由于电压表内阻已知,可以算出其电流,所以电流表外接,电路图如下

③根据部分电路欧姆定律表示电压表的示数,表示电流的示数,表示电压表的内阻

点评:电压表和电流表的选择要根据实际电路计算的结果,保证不超量程,读数最好能大于量程的;对于给了确定内阻的电表是可以知道准确电流或电压的。

下一知识点 : 电感和电容对交变电流的影响
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