- 电学实验
- 共376题
(1)某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.
① 采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比 (填选项前的字母)
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力, 可以减少误差
C.利用此实验装置不用测量重物的质量
D.重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有
四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ,
则小车运动的加速度a=_______m/s2.
②保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据,请同学们根据测量数据做出a—F图象.③试分析上图中图象不过坐标原点的原因:
(2)在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中,
备有如下器材:
A.干电池
B.电流表(0~0.6A、内阻约0.1)
C.灵敏电流计G(满偏电流200μA、内阻rg=500
)
D.滑动变阻器(0~20、2.0A)
E.电阻箱R
F.开关、导线若干
① 由于没有电压表,需要把灵敏电流计G改装成量程
为2V的电压表,需串联一个阻值为 __________的电阻.
② 改装后采用如图甲所示电路进行测量,请在乙图上完成实物连线。
③ 在闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片移动
至 (填“端”、“中央”或“
端”).
④丙图为该实验绘出的I1—I2图线(I1为灵敏电流计G的示数, I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E =_____ V,内电阻r =_____。
正确答案
见解析。
解析
(1)①BC
②0.39m/s2
③如图
④没有平衡好摩擦力或木板倾角偏小
(2)①9500 (或者9.5kΩ)
②a端
③1.46-1.49均可 0.80-0.87均可
知识点
如图所示“测电源的电动势和内电阻”的实验,接通开关,电压表有读数,电流表示数为零。改变变阻器滑片的位置,电流表也没有反应。用多用表电压档检查电路,把红表笔接到电池的正极,黑表笔分别接触电流表的正极(b点)和负极(c点),多用表电压档的示数均零;用黑表笔分别接触d点、e点,多用表电压档的示数均和电压表示数相等。检查各接线柱选择均正确且接触良好,则电路中发生故障的原因是______________________。故障排除后,根据测得的数据作出的U-I图像如图所示,由图像得出电源的电动势E=_____V,内电阻r=____Ω。
正确答案
d、c间存在断路,3.0V,2.0Ω
解析
略
知识点
某实验探究小组要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
A,待测干电池(电动势约为1.5V,内电阻小于1.0Ω)
B,电压表V(0~1.5V)
C,电阻箱R(0~999.9Ω)
D,电键和导线若干
该小组根据以上实验器材设计了如图所示的电路来测量电源的电动势和内阻。
(1)实验的主要步骤如下:
①按照电路图连线;
②调节电阻箱R的阻值至最大值;
③将开关S闭合,逐渐调节电阻箱R,记下此时电阻箱的阻值和电压表的示数如下表所示:
④为了利用图像法处理数据,该小组的同学画出了U—R(如图甲所示)和—
(如图乙所示)坐标图,请你帮助该小组同学,利用表格中的有关数据,在U—R和
—
坐标图中描点、连线。
(2)为了能根据图象较直观地求出干电池的电动势和内阻,两个图像比较合适的是 (选填“甲”或“乙”)。
(3)根据你所选择的合适的图像,该干电池的电动势为 V;内阻为 Ω。
正确答案
(1)④如图甲和乙所示(4分);
(2)乙(1分);
(3)1.42(2分),0.57(2分)。
解析
略
知识点
21.I.在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:
①用铅笔描下结点位置,记为O;
②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;
③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位O,记录测力计的示数F3,( );
④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;
⑥比较( )的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。
Ⅱ.某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100μA,内阻为2500Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表,则应将表头与电阻箱( )(填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为( )Ω。
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。
① 根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR—I图线
② 根据图线可得电池的电动势E是( ) V,内阻r是( )Ω。
正确答案
I. ③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线
⑥F和F3
II. (1)并联 5.0 (2)①如图所示 ②1.53 2.0
解析
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知识点
(1)某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度。
①电磁打点计时器是一种使用__________(填 “交流”或 “直流”)电源的计时仪器,它的工作电压是4-6V,当电源的频率为50Hz时,它每隔_______s打一次点。
②使用打点计时器时,接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序,应该是( )
a,先接通电源,后释放纸带 b,先释放纸带,后接通电源
c,释放纸带的同时接通电源 d,哪个先,哪个后都可以
③实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带,如下图所示,纸带上按时间顺序取为A、B、C、D四个计数点,每两个点之间还有四个点未画出,用尺子测得各点的距离为s1=3.62cm,s2=4.75cm,s3=5.88cm,
根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动,理由是_____________(请用文字描述);在记数点C所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度是__________m/s;小车的加速度是_________m/s2,(以上两空小数点后保留两位数字)
(2)某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻,实验的主要操作如下:
①先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势,这样测出的电动势比真实值_______(选填“偏大”或“偏小”)。
②若按图(甲)所示接好电路进行实验,记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U ,并将数据记录在下表中,第2次实验中,电阻箱的示数如图(乙)所示,此时电阻箱接入电路的电阻是 Ω;
③图(丙)是根据上表中的数据,在坐标纸上画出的—
图象,若忽略电压表内阻的影响,当电阻箱、电压表的示数分别是R、U时,电池电动势E= (用U、R、r表示);
④ 根据图象可知:电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω ,(结果保留三位有效数字)
正确答案
(1)①交流(1分) 0.02(1分)
②A(2分)
③相邻相等时间间隔内的位移差相等(2分,其它意思表述正确的同样给这2分); 0.53(1分) 1.13(1分)
(2)①偏小(2分)
② 2(2分)
③ E=U+(2分)
④1.55~1.75(2分), 1.26~1.40 (2分)
解析
略
知识点
(1)用如图(a)所示的仪器探究做功与速度变化的关系。
(a)实验步骤如下:
①将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度,消除摩擦力的影响;
②小车钩住一条橡皮筋,往后拉至某个位置,记录小车的位置;
③先_____________,后_____________,小车拖动纸带,打点计时器打下一列点,断开电源;
④改用同样的橡皮筋2条、3条……重复②、③的实验操作,每次操作一定要将小车_______________________________________。
(b)打点计时器所接交流电的频率为50Hz,下图所示是四次实验打出的纸带。
(c)根据纸带,完成尚未填入的数据。
从表中数据可得出什么样的结论?________________________________________。
(2)某同学在实验室测定一节干电池的电动势和内阻,使用的器材有待测干电池一节,电流表G(0~3mA,内电阻r1=20Ω),电流表A(0~0.6A,内电阻r2=0.20Ω),开关和导线若干,还有下列器材可选择:
a,滑动变阻器甲(最大阻值10Ω)
b,滑动变阻器乙(最大阻值100Ω)
c,定值电阻R1=100Ω
d,定值电阻R2=500Ω
e,定值电阻R3=1.5kΩ
由于没有电压表,为此他设计了如图(b)所示的电路完成了实验要求的测量。
(a)为了方便并能较准确地测量,滑动变阻器应选 ,定值电阻应选用 ,(填写序号)
(b)实验步骤如下:
①若某次测量中电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2;
②改变滑片P的位置后,电流表G的示数为I1′,电流表A的示数为I2′。
则可知此电源的内电阻测量值为r= ,电动势测量值为E= ,(定值电阻用符号R表示)
正确答案
(1)(10分)(a)③接通电源(1分) 释放小车(1分)④从相同位置释放(2分)
(b)1.73(2分) 2.99(1分) 橡皮筋做的功与速度的平方成正比(3分)
(2)(8分)(a)。a(2分) d(2分)
(b) (2分)
(2分)
解析
略
知识点
为测定某电源内阻r和一段电阻线单位长度的电阻R0,设计如图所示的电路。ab是一段粗细均匀的电阻线,R是阻值为2Ω的保护电阻,电源电动势为6v,安培表内阻不计,示数用i表示,滑动片P与电阻丝有良好接触, aP长度用L表示,其它连接导线电阻不计。
实验时闭合电键,调节P的位置,将L和与之对应的i数据记录在下表。
(1)画出1/i-L图像;
(2)写出1/i-L图像所对应的物理原理表达式,式中涉及到相关物理量用字母表示(E、r、R、R0)________________________________
(3)从图中根据截距和斜率,求出该电源内阻r为_________Ω;该电阻线单位长度的电阻R0为____________Ω。
正确答案
(1) 图略
(2)()
(3) 0.1~0.4 , 8.8~9.5
解析
略
知识点
(1)某同学用右图的实验装置探究加速度与力的关系,他在气垫导轨旁安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A 处由静止释放,滑块与气垫导轨摩擦阻力为零,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。
① 实验时,用(选“游标卡尺”或“毫米刻度尺”)测量遮光条的宽度d,
将滑块从A 位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,
还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的________。
② 下列不必要的一项实验要求是。
a,应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
b,应使A 位置与光电门间的距离适当大些
c,应将气垫导轨调节水平
d,应使细线与气垫导轨平行
③ 改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用① 问中已测
物理量和已给物理量写出M和F 间的关系表达式F=________。
(2)某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻,此干电池的工作电流不能超过0.6 A,他根据老师提供的以下器材,画出了如图所示的原理图(图甲、乙)。
a,电压表 (量程3 V,内阻RV=10 kΩ)[]
b,电流表 (量程3 mA,内阻Rg=100 Ω)
c,单量程电流表 (量程 3 A,内阻约为 0.5 Ω)
d,滑动变阻器R1(0~20 Ω,2 A)
e,滑动变阻器R2(0~100 Ω,1 A)
f,定值电阻R3=0.5 Ω
g,开关S 和导线若干
① 最后该同学没有选用直接用单量程电流表的电路(即甲图所示电路),原因是______________
② 该同学选用乙图所示电路,该电路将电流表与定值电阻R3并联,然后用这个并联电路替代电流表,达到测量电流之目的,它能测量的最大电流是_______A.
③ 为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________ (填
写器材编号)。
④ 该同学利用上述实验原理图测得数据,以电流表的读数为横坐标,以电压表
的读数为纵坐标绘出了如图丙所示的图线,根据图线可求出电源的电动势E=________V(保留三位有效数字),电源的内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)① 游标卡尺(2 分) 时间t(2分) ② A (2分) ③(2 分)
(2)(每空2 分,共10分)
① 电流表A的量程与被测电流值相比较太大;② 0.603 (填0.6 或0.60也可);③ D
(填R1也可);④ 1.48, 0.84(0.70~0.90之间也可)
解析
略
知识点
(1)某同学利用如图所示的实验装置,探究小车的加速度a和它所受拉力F的关系。
①除备有4个50g钩码外,另有下列实验器材备选:
A. 质量为300 g小车
B. 质量为2.2 kg小车
C. 输出电压4—6V直流电源
D. 输出电压3.6—5.6V交流电源
为尽量保证实验成功,你选用的实验小车为________,电源为________(填字母代号)。
②某同学正确选择实验器材后,通过实验得到如图所示的a—F图象,造成图线未过坐标原点的原因是________。
(2)现有一电动势E约为9 V,内阻r约为40 Ω的电源,最大额定电流为50 mA,现有量程为3V、内阻为2kΩ的电压表和阻值为0—999.9Ω的电阻箱各一只,另有若干定值电阻、开关和导线等器材,为测定该电源的电动势和内阻,某同学设计了如右图所示的电路进行实验,请回答下列问题:
①实验室备有以下几种规格的定值电阻R0,实验中应选用的定值电阻是________。
A. 200Ω
B. 2kΩ
C. 4kΩ
D. 10kΩ
②实验时,应先将电阻箱的电阻调到________ (选填“最大值”、“最小值”或“任意值”) ,目的是:________。
③该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,根据记录的多组数据,作出如图所示的图线,根据该图线可求得电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(保留两位有效数字)。
正确答案
(1)① B, D;②平衡摩擦力过大
(2)① C;② 最大值,保证电源的安全;③ 8.6,36
解析
略。
知识点
某同学要测量一节旧电池的电动势和内电阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干。该同学按如图所示电路进行实验,测得的电阻箱阻电流表示数如下表所示。
(1)若利用图象确定电池的电动势和内电阻,则应作 ()
(2)利用测得的数据在坐标纸上画出适当的图象
(3)由图象可知,该电池的电动势E= V,内电阻r= Ω(保留两位有效数字)。
正确答案
答案:(1)(2分)
(2)如图(2分)
(3)E=6.0V(2分), r=2.0 (2分)
解析
略
知识点
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