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简答题

(6分)用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R0是保护电阻,电压表内阻对电路的影响可忽略不计。

该同学连接好电路后,闭合开关S,改变电阻箱接入电路的电阻值,读取电压表的示数。根据读取的多组数据,他画出了图乙所示的图像。

(1)在图乙所示图像中,当=0.10V-1时,外电路处于       状态。(选填“通路”、“断路”或“短路”)。

(2)根据该图像可求得该电池的电动势E=    V,内阻r=     Ω。

正确答案

(1)断路

(2)10±0.5     50±2

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简答题

(18分)

(1)“测定某电阻丝的电阻率”实验

①实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,刻度位置如图所示,则电阻丝的直径是_        mm。

②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值:

已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ,下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是:__     (填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是       ;根据表中指针所示位置,电阻丝的阻值约为__________Ω。

a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,而后断开两表笔

b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔

c.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆档的某一档位

d.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔

③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:

电压表V(量程3V,内阻50kΩ)

电流表A1(量程200μA,内阻200Ω)

电流表A2(量程5mA,内阻20Ω)

电流表A3(量程0.6A,内阻1Ω)

滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)

电源E(电源电压为4V)

开关S、导线

a.在所提供的电流表中应选用        (填字母代号);

b.在虚线框中画出测电阻的实验电路;

④分别用LdRX表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ=            

(2)某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材,研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”。在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时,他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上,实验装置如图所示。当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时小车上的强磁铁插入线圈中,接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小(E近似看成恒定)。调节小车末端的弹簧,小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出。下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t

①由实验装置可以看出,实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同,这样可以实现控制__________不变;

②为了探究感应电动势Et的关系,请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案。(写出必要的文字说明)

正确答案

(1)①0.642

cabd ;Í1k ;32000Ω

a.A1

b.如下图所示。

(2)①磁通量的变化量

②方法1:选择多组数据计算感应电动势E和挡光时间△t的乘积,在误差范围内其乘积为定值,得到在磁通量变化一定时,E与△t成反比。

方法2:以感应电动势E与挡光时间为横、纵坐标,根据数据描点作图,E 图线为通过原点的直线,得到在磁通量变化一定时,E成正比。

答出其中一种方法得3分。

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一灵敏电流计,允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig=50μA,表头电阻Rg=1kΩ,若改装成量程为Im=1mA的电流表,应并联的电阻阻值为   Ω.若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表,应再串联一个阻值为    Ω的电阻.

正确答案

52.6 Ω;199 kΩ.

并联电阻为Rx=Rg/(n-1),其中n=Im/Ig=20,所以Rx=1000/19=52.6Ω;串联电阻Rx=(n-1)Rg,其中n=Um/IgRg=200,所以Rx="199" kΩ.

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(13分)“黑盒子”表面有abc三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:

第一步:用电压挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;

第二步:用电阻×100Ω挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示。

(1)第一步测量结果表明盒内     电池(填“有”或“无”)。

(2)图2示出了图1[1]和图1[2]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是     Ω;

图3示出了图1[3]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是     Ω。

(3)请在下图的接线柱间,用电路符号画出盒内的元件及连接情况。

(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中ef两端用导线直接相连,小灯泡可正常发光。欲将ef两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光。那么,e端应连接到     接线柱,f端应连接到      接线柱。

正确答案

(1)无    2分

(2)1200    2分,500    2分

(3)如图所示  6分

(4)ca    2分

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简答题

(10分)一实验小组准备探究元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图所示的电路图。请回答下列问题:

(1)考虑电表内阻的影响,该无件电阻的测量值    (选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

(2)实验测得表格中的7组数据。请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。

(3)为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻,甲同学利用该点的坐标(U、I),由求得。乙同学作出该点的切线,求出切线的斜率k,由求得。其中        (选填“甲”或“乙”)同学的方法正确。

正确答案

(1)大于 (2)如图所示 (3)甲

试题分析:(1)由实验电路图知,电压的测量偏大,根据欧姆定律得电阻测量值大于真实值;(2)描点画图,如图所示

(3)甲同学是根据欧姆定律求得的,故甲同学方法是正确的,乙同学根据图形的斜率来求,因图像是非线性关系,故斜率不等于电阻值,故乙同学方法错误。

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简答题

某科技活动小组同学, 用下如下图甲的实验器材, 测绘一个非线性电学元件的伏安特性曲线, 其中电压表内阻约20KΩ,毫安表内阻约200Ω, 滑动变阻器最大阻值为100W, 电源能提供的电压为9V。实验测得该元件两端电压U和通过它的电流I的数据如下表所示:

(1) 根据表中的数据可获得的信息及有关电学实验的知识, 请在右边的方框中画出该活动小组采用的实验电路图。

(2) 图甲是尚未完成连接的电路, 请你把其连接完整。

(3) 根据表中数据,在图乙的坐标纸中画出该元件的伏安特性曲线。

正确答案

从题中信息可得该元件的电阻和电流表的内阻接近,所以在连电路时应采用电流表的发接法,避免电流表分压,该元件的电压是从0开始的,所以滑动变阻器采用分压接法,画伏安特性曲线时应采用描点法,然后用圆滑的曲线连接。

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简答题

(1)(6分)一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,用正确的操作方法,测定了6组摆长L和周期T的对应值。为了求出当地的重力加速度g,4位同学提出了4种不同的处理方法:

A.从测定的6组对应值中任意选取1组,用公式g=4π2L/T2求出g作为测量值

B.先分别求出6个L值的平均值求出g作为测量值

C.先分别用6组LT的对应值,用公式g=4π2L/T2求出6个对应的g值,再求这6个的平均值作为测量值

D.在坐标纸上作出T2L图象,从图中计算出图线的斜率k,根据g=4π2/k求出g作为测量值

你认为以上4种方法中,错误的是哪一种    (填代号即可),其余正确方法中,偶然误差最小的是    (填代号即可)

(2)(10分)为测出量程为3 V,内阻约为2 kΩ电压表内阻的精确值。实验室中可提供的器材有:

电阻箱R,最大电阻为9 999.9 Ω定值电阻r1=5 kΩ,定值电阻r2=10 kΩ

电动势约为12 V,内阻不计的电源E,开关、导线若干。

实验的电路图如图所示,先将R调到最大连好电路,再调节电阻箱R的电阻值,使得电压表的指针半偏,记下此时电阻箱R的电阻值R1;然后调节电阻箱R的值,使电压表的指针满偏,记下此时电阻箱R的电阻值R2

①实验中选用的定值电阻是                                        

②此实验计算电压表内阻RV的表达式为RV                                        

③若电源的内阻不能忽略,则电压表内阻RV的测量值将                                        

A.偏大  B.不变  C.偏小  D.不能确定,要视电压表内阻的大小而定

正确答案

.(1)B  (3分)  D(3分)

(2)①r1  (3分)  ②R1-2R2r1  (4分)

③A  (3分)

本题考查实验“用单摆测重力加速度”和“测电压表内阻”,较难题。(1)①理解实验原理。②利用图象法处理实验数据,减小偶然误差。

(2)①为保证电压表可以半偏、满偏,可变电阻的取值范围6~14 kΩ。②因为内阻的影响,会使得电源的输出电压变化,产生系统误差。

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填空题

(11分)有一个小灯泡上标有“4 V  2 W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用:

A电压表(0~5 V,内阻约10 kΩ)     B电压表(0~10 V,内阻约20 kΩ)

C电流表(0~0.3 A,内阻约1 Ω)    D电流表(0~0.6 A,内阻约0.4 Ω)

E滑动变阻器(5 Ω,1 A)             F滑动变阻器(500 Ω,0.2 A)

G学生电源(直流输出4V)及开关、导线等

①实验中电压表应选用______,电流表应选用______.为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示)。

②请在方框内画出满足实验要求的电路图,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图。

正确答案

    

(2)(11分)①  A、D、E  每空1分      ②电路图连线图  电路图 4分 连接电路  4分

试题分析: (1)因电源是4V,故电压表选择A,灯泡额定电流I=="0.5A," 电流表选择D,灯泡电阻R==8,滑动变阻器选择E;(2)灯泡是小电阻,电流表使用外接法,电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器使用分压式,电路图如上,实物图如上。

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简答题

(12分)某同学利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,其原理如图所示:金属弹簧右端和滑动触头P固定在一起(弹簧的电阻不计,PR1之间的摩擦不计)。定值电阻;电阻是用均匀电阻丝密绕在瓷管上做成的(类似于滑动变阻器),其长度为10cm,阻值,电源电动势E=3V,内阻不计。理想电流表的量程为0~100mA。当拉环不受拉力时,触头P刚好不与电阻接触(即电路断开)。弹簧的劲度系数为10000N/m。

(1)电路中连入的目的是                                             

(2)设计中需要将电流表上的电流数值改为拉力的数值,那么在原电流表的40 mA处应改为         N。分析可知拉力计的刻度是否均匀              

(3)长时间使用后电源的电动势会下降,因此会造成测力计的读数偏___________。

(4)为了使拉力计的量程增大应采用的措施是(只填写一条)

                                                                  

正确答案

(1)对电流表起保护作用(即当P移动到R1的最右端时电流表不被烧坏)(2分);

(2)850(3分),否或不均匀(2分);   (3)小(2分)

(4)更换劲度系数更大的弹簧或增加电阻R1匝数(或长度)(3分)

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简答题

(10分)

在用电流表和电压表测电池电动势和内电阻的实验中:

(1)请你用实线代替导线把实物图连成实验电路,注意两个电表选用适当量程,并要求滑动变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大;

(2)某同学记录的6组数据见表,试根据这些数据在图中画出UI图线,根据图线求出电池的电动势E=_______V,内阻r=_______Ω(结果要求保留到小数点后两位)。

 

正确答案

(1)如图所示。

(4分)②或③或⑥仅错一处得2分,错两处或两处以上得0分[

(2)1.45(±0.02),0.71(±0.03)(每空2分)

图像拟合,其中点(0.32,1.16)剔除,其余各点在倾斜直线上(图略)(2分)

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