- 描绘小电珠的伏安特性曲线
- 共2102题
(10分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:
(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究,a、b、c、d是四种金属丝。
①实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表?并简单说明理由。 .
②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示:电路图中四种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝,则d应选下表中的 (用表中编号D、E、F表示)。
(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率。
①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L=80.00cm,用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示,则金属丝的直径d为 。
②按如图丙所示连接好电路,测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值,获得六组I、U 数据描在图中所示的坐标系上。由图可求得金属丝电阻R= Ω ,该金属丝的电阻率 ρ= Ω•m (保留两位有效数字)。
正确答案
(1)①不需要串联电流表,因为串联电流相等,电压比等于电阻比;② E;(2)①1.600mm;②0.5;1.3×10-6;
试题分析:(1)①不需要串联电流表,因为串联电流相等,电压比等于电阻比;②由固定变量法可知,d应该与镍铬合金材料不同,长度和截面积相同的导体,即为E;(2)①金属丝的直径为:d=1.5mm+0.01mm×10.0=1.600mm;②连接U-I图线上的各点,得到此电阻的U-I线如图:
由图线求得直线的斜率,即为电阻的阻值:;该金属丝的电阻率
(9分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计) B.直流电流表0~600mA(内阻约0.5Ω) C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.滑动变阻器(10Ω,1A)
E.滑动变阻器(1kΩ,300mA) F 开关、导线若干
(1)本实验中滑动变阻器选用 (填 “D” 或 “E ” )
(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如下图所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可确定断路的导线是 ;若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是 ;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是 。
(3)下表中的各组数据是该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在如图所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
(4)如图所示,将两个这样的灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R0串联,接在电压恒定为4V的电路上,每个灯泡的实际功率为 w(结果保留两位有效数字)。
正确答案
(1)D(1分) (2)d,h,g; (共3分,各1分)(3)如图 (2分) (4)0.30W (3分)
试题分析:(1)因描绘小灯泡的伏安特性曲线,需测量多组数据,滑动变阻器需用分压式接法,为调节的方便,滑动变阻器用阻值较小的,故选择D;(2)电压表有示数,说明电路的通路,而小灯泡不亮,灯泡与电压表串联电流很小,所以导线d断开;若电压表示数为零,而电流表有示数,说明电路接通,电压表没有接入电路,所以h断开;若电压表、电流表示数不能调为零,是因为滑动变阻器是限流式接法,故是g断开;(3)描点画图,如图所示
(4)设灯泡的电压为U,电流为I,根据闭合电路的欧姆定律得:,所以
,代入数据
,在灯泡的伏安特性曲线同一坐标上画出该直线,其交点
即为灯泡的实际电压、电流值,可得灯泡的消耗的实际功率P=UI=0.3W。
(14分)为了描绘小灯泡的伏安特性曲线,实验室可供选择的器材如下:
A.待测小灯泡(6V 500mA) B.电流表A(0-0.6A 内阻约0.5Ω)
C.电压表V(0-3V 内阻5kΩ) D.滑动变阻器R1(0-lkΩ 100mA)
E.滑动变阻器R2(0-5Ω 1.5A) F.电阻箱R3(0-9999.9Ω)
G.直流电源E(约6V,内阻不计)H.开关S,导线若干
(1)将电压表量程扩大为6V,与它串联的电阻箱的阻值应调为 kΩ.
(2)图甲中画出了实验的部分电路,请你补全电路图;滑动变阻器应选用 (选填"Rl"或"R2").
(3)实验中,变阻器滑动触头P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化,则电路中出现的故障可能是
(4)排除故障后,测量出多组数据以灯泡两端的电压U为横轴,电流表的示数I为纵轴,描点作出小灯泡的伏安特性曲线如图所示.若电压表V的实际阻值大于5kΩ,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的 (选填"上方"或"下方").
⑸如果改装后的电压表有两个量程3V和6V,请根据图甲的电路图用笔画线代替导线,将图中的实验电路连接完整。并根据图说明在闭合电键之前滑片P应应置于 端(选填“a”、“b”或“ab中间”)
正确答案
(1)5 (2)电路图如图;;(3)ac间断路;(4)上方;(5)连线如图,a
试题分析:(1)将电压表量程扩大为6V,与它串联的电阻箱的阻值应调为;(2)小灯泡的电阻为
,改装成的电压表的内阻远大于小灯泡的内阻,故采用安培表外接电路;因为采用分压电路,故滑动变阻器选用阻值较小的R2,电路如图;(3)实验中,变阻器滑动触头P在ab间移动时,发现小灯泡两端的电压只能在3.5V-6.0V间变化,即电压表的读数不能调节到0,说明滑动变阻器和电源及灯泡组成了串联限流电路,则电路中出现的故障可能是ac间断路;(4)若电压表V的实际阻值大于5kΩ,所以导致测量的灯泡的电压值偏大,即相同电流情况下,灯泡实际电压比测量值偏小,则小灯泡实际的伏安特性曲线应在所画图线的上方.(5)电路如图所示;在闭合电键之前滑片P应应置于a端.
(6分)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联.现要测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
E.变阻箱(可以读出电阻值,0---9999Ω)一个;
F.开关和导线若干.
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图a、图b两个实验电路.为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是 (填“图a”或“图b”)电路.
(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,多次改变变阻器阻值,读出多组读数R和电压表的读数,由测得的数据作出图像,如图c所示,则电源的电动势E= V;电压表的内阻RV=
.
正确答案
(1)图b, ⑵ 4; 1785.7
试题分析:由于滑动变阻器阻值较小,对电路的改变非常有限,为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是图b,从图中可以看出R=0时,V=4V,R=2500
时,电压表两端电压为
,变阻箱分的电压为
,然后利用电压值比等于电阻比可以求得电压表内阻为1785.7
。
要测量一个量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻待测)
B.电流表A(量程3A,内阻约0.01Ω)
C.定值电阻R(已知阻值6kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)首先,用多用电表进行粗测,选用“×1K”挡且操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图所示,则测量的结果是_____________。
(2)为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的(a)、(b)实验电路,你认为其中较合理的电路图是_________________。
(3)用你选择的电路进行实验时,用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=______________。
正确答案
(1)7KΩ或7×103Ω (2)b (3)
试题分析:(1)用多用电表进行粗测时,表盘上的读数是7,选用“×1K”挡,故读数为7KΩ;
(2)a图中电压表的内阻较大,电流表的示数太小,误差太大,b图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小;
(3)K2闭合、断开时伏特表读数U1和U2,K2闭合时,示数U1相当于电动势,断开时,二者串联,电流相等,由串并联规律得:解得:
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