- 导体的电阻
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(12分)如下图所示为某同学测绘额定电压为2.5 V的小电珠的I-U图线的实验电路图。
(1)要求测量误差尽可能小的情况下,测量电路应选择电流表的 法(填内接或外接),测量电路应选择滑动变阻器的 式(填限流或分压)。
(2)在下图右边空白处画出电路图并连接实物图。(8分)
正确答案
题中小灯泡的伏安特性曲线要尽可能完整,所以供电电路只能选择分压式。电压表的内阻远远大于小灯泡的阻值,而电流表的内阻不是远远小于小灯泡的阻值,所以测量电路应选择电流表的外接法,实验电路图如图。
略
在用DIS描绘电场等势线的实验中
(1)电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了由二个
产生的 ;用 探测等势点.
(2)(单选题)在安装实验装置时,正确的做法是
正确答案
(1)等量异种点电荷 (得1分),静电场 (得1分)电压传感器(得1分)
(2)( B )(得3分),
此题涉及电学实验描绘电场等势线。实验中使用DIS,则会用到电压传感器,但是不能真正测量静电场的等势线,只能用直流电源产生的稳恒电流来模拟等量异种点电荷的静电场。在实验中,在一块平整木板上依次铺放复写纸白纸、复写纸、导电纸故A选项错误;有导电物质的一面向上,才能测定电势情况,B选项正确。连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持良好的接触才能产生稳恒电流,C选项错误;连接电极a、b的电源电压为直流电,故D选项错误。本题考查了描绘等势线的原理,难度一般。
用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值,根据图所示的表盘,被测电阻阻值为 Ω.若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为 mA.
正确答案
(1)220(2)0.40
略
图中所示器材为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材.
(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图中的实验电路图连接完整.
(2)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于________.(选填“A端”、“B端”或“AB中间”)
(3)实验中测得有关数据如下表:
根据表中的实验数据,在图中画出小灯泡的I-U特性曲线.
正确答案
(1)如图(1);(2)A;(3)如图(2)
试题分析:(1)测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线,电流、电压需从零开始测起,所以滑动变阻器需采用分压式接法,灯泡的电阻较小,属于小电阻,电流表采取外接法.实物连线图如下图(1).
(2)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于A端,使得闭合时,使得测量部分短路,电压、电流为零,起到保护作用.
(3)根据数据描点作图,如下图(2).
在做“用电流表和电压表测电池的电动势E(约3V)和内电阻r的实验时,部分器材参数如下:电压表(量程3V) 电流表(量程0.6A)保护电阻R0(阻值为3Ω ) 滑动变阻器(阻值约30Ω)
⑴某同学设计的电路图如图所示.当他闭合开关时发现电压表有示数,电流表没有示数.反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件断路,因此他拿来多用电表检查故障.他的操作如下:
①断开电源开关s
②将多用表选择开关置于×1Ω档,调零后,
红黑表笔分别接R两端,读数为30Ω
③将多用表选择开关置于×100Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电压表两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为 Ω,然后又将两表笔接电流表两端,发现指针位置几乎不变.
由以上操作可知,发生断路故障的元件是 .
⑵在更换规格相同的元件后,他改变滑动变阻器的阻值,测出了6组对应的数据后,想通过描点作图的方法求电动势E与内阻r,如右图所示,请继续完成图象,根据
图象可求得该电源的电动势E= .并可求出电源内阻r = .(保留两位有效数字)
正确答案
(1)2000欧姆 电流表
(2)E=2.8至2.9V r=2.6至2.9欧姆
略
(1)(2+2+3=7分)图甲是用一主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的游标卡尺测量一工件的长度,结果如图所示,可以读出此工件的长度为__________m;图乙是用螺旋测微器测量某一圆筒内径时的示数,此读数为 m。
甲 乙
(2)如图所示,在双缝干涉实验中,若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动,则( )
正确答案
(1)102.35×10-3m、或102.40×10-3m、 6.490×10-3m。(2+2分) (2) D (3分)
(1)此题涉及长度的测量。游标卡尺的读数为,或者
;螺旋测微器的读数为
。本题考查了游标卡尺和螺旋测微器的读数,游标卡尺可以根据游标尺的格数算出精度。螺旋测微器读数时要注意半格有没有露出,在此题中半格大致可以看出,考虑到线有一定宽度,结合可动刻度来看,半格并未露出。
(2)此题涉及光学实验利用双缝干涉测定光的波长。单缝和双缝共同形成了相干光源。单缝的下移,仍可以形成相干光源,但是路程为零的点会下移,故答案选D。本题考查了对干涉的理解,有一定难度。
虚线方框内是由电阻、电源组成的线性网络电路,为了研究它的输出特性,将电流表、电压表、滑动变阻器按图示的方式连接在它的输出端A、B之间.电键S闭合后,实验中记录的6组电流表示数I、电压表示数U如下表所示.
(1)试根据这些数据在下面的坐标纸上画出U-I图线.
(2)若将方框内的电路等效成电动势为E、内电阻为r的电源,从图线上求出电源的电动势E=_______V,内电阻r=______Ω.
(3)若电流表内阻为0,当滑动变阻器的滑片移至最上端时,电流表示数是_______A.
(4)变阻器滑片移动过程中,滑动变阻器的最大功率是_________W.
正确答案
(1)如图所示(得2分)(粗差点2.38要去掉,连接成直线,单位合理,图形布满坐标纸。)
(2)2.5~2.7V之间均给分(得1分)
0.9~1.1Ω之间均给分(得1分)
(3)2.5~2.8A之间均给分(得1分)
(4)1.55~1.75W之间均给分(得1分)
(1)由表中数据利用描点法可得出U-I图象;
(2)图象与纵坐标的交点为电源的电动势;图象的斜率为等效电源的内阻;
(3)若将滑片移到最上端,等效电源短路,由闭合电路欧姆定律可求得电流表的示数;
(4)滑动变阻器消耗的功率为电源的输出功率,当内外电阻相等时滑动变阻器消耗的功率最大.
解:(1)根据表中数据,坐标轴标度如图所示,将各点电压值与电流值组成的坐标描在图中,用直线将各点连接,图象如图所示;
(2)由图可知,电源的电动势为2.6V(2.5~2.7 V之间均可),内电阻r=Ω=1.0Ω(0.9~1.1Ω之间均可)
(3)滑片移到最顶时,滑动变阻器短路,等效电源短路;电流I==2.6A;(2.5~2.8 A之间均可)
(4)当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,最大功率P==1.69W(1.55~1.75 W之间均可)
故答案为:(1)如图;(2)2.6;1.0;(3)2.6;(4)1.69.
(12分)
(1)下图为一正在测量电阻中的多用电表表盘和用测量圆柱体直径d的螺旋测微器,如果多用表选用×100挡,则其阻值为 Ω、圆柱体直径为 mm.
(2)如图a所示,是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图,为防止短路,接入一保护电阻R0,其阻值为2Ω.通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据,并作出如图b所示的U-I图象:
①根据U-I图象,可知电电动势E= V,内阻r = Ω.
②本实验测出的电源的电动势与真实值相比是 .(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
正确答案
(1)1400 (3分) 1.703~1.706 (3分) (2)①1.5V (2分) 1.0Ω (2分)
②偏小 (2分)
试题分析:(1)欧姆表的测量值等于刻度值乘以倍率,所以待测电阻为14×100=1400Ω;螺旋测微器主轴的读数为1.5mm,螺旋的读数为20.4×0.01mm=0.204mm,所以测量值为1.704mm;(2)根据闭合电路的欧姆定律知,纵轴的截距等于电动势E=1.5V;斜率表示内阻加上R0,求得r=1.0Ω;(3)由电路图知,因电压表的分流,电流的测量有误差,所以电动势的测量值与真实值相比偏小。
(10分)某同学采用如图甲所示电路测定干电池的电动势和内电阻,已知干电池的电动势约为1.5V,内阻约2W,电压表(0~3V 内阻约3kW),电流表(0~0.6A 内阻约1.5W),滑动变阻器有R1(10W 2A)和R2(100W 0.1A)各一只。
(1)实验中滑动变阻器应选用 (选填“R1”或“R2”)
(2)在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。
(3)一位同学实验测得6组数据见下表。试根据这些数据在答题卷中对应的坐标中画出U—I图线;
(4)根据图线得出该干电池的电动势E= V,电池内阻 r = Ω。
正确答案
(1) R1
(4)E= 1.46V(1.42V—1.48 V) ,r= 0.72Ω(0.65Ω—0.79Ω)
试题分析:(1)电源内阻约2W,要测量路端电压和干路电流,外电路电阻即滑动变阻器不易太大,否则电压表示数变化不明显,而且电流表量程为,最大电流
的
允许通过的电流太小,所以滑动变阻器选择
(2)实物连线电路图见答案,注意滑动变阻器为限流式,即串联,接线柱一上一下连接。(3)描点作图,注意干路电流和路端电压的关系即
,电压和电流的图像是一条倾斜的直线,描点作图见答案。(4)根据
,电压随电流变化的图像与纵轴的交点即电源电动势,斜率代表内阻,带入数据计算即可。
(1)(6分)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。
实验时,先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大。
实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的________而增大,随其所带电荷量的____________而增大。
此同学在探究中应用的科学方法是__________(选填:“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。
(2)(11分)如图1所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做__________运动。
②连接细绳及托盘,放人砝码,通过实验得到图2所示的纸带。纸带上0为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0. 2N,小车的质量为0.2kg。
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化△Ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)。
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W= △Ek,与理论推导结果一致。
③实验前已测得托盘质量为7.7×10 -3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_______kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位)。
正确答案
(1)减小、增大、控制变量法
(2)①匀速直线 ②0.1115 0.1105 ③0.015kg
(1)偏角越大,说明两小球之间的作用力越大;本实验所用的方法是控制变量法。
(2)①这一步是用来平衡摩擦力,消除摩擦力对实验的影响.②小车所受合外力做的功:;小车到达F点时的速度:
,所以小车动能的变化:
;③小车的加速度:
由
得:托盘中的砝码质量应为:
【考点定位】(1)探究电荷间的相互作用与哪些因素有关实验
(2)加速度与质量 合外力间的定量关系实验.
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