- 电学实验
- 共376题
(1)某同学从家里的旧手机中取下了手机电池,在通过实验测得该电池的U-I图线如图甲所示,则该电源的电动势为 V 。(保留两位有效数字)
(2)又从废弃的LED 台灯中取下几只完好的发光二极管(),测得发光二极管两端的电压和通过它的电流,其部分数据如下表所示:
在测量时,有如下器材:
A.直流电源(电动势3V) B.直流电流表0~300mA(内阻RA=1Ω)
C.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ) D.滑动变阻器R1(总阻值约10Ω)
E.滑动变阻器R2(总阻值约1kΩ) F 开关、导线若干
则应选用的变阻器和实验电路为:( )
(3)该同学用(1)中手机电池和(2)实验中的四只完全相同的发光二极管按图乙所示电路制作成一个小手电,若上述表格中电压、电流数据为修正系统误差后的准确值,则每只发光二极管在图乙电路中工作时的功率为: W。(保留两位有效数字)
正确答案
(1)3.6
(2)C
(3)0.16
解析
略
知识点
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻1.0Ω左右)
B.电流表A1(量程0—3m A,最小刻度0.1mA,内阻忽略不计)
C.电流表A2(量程0—0.6A,最小刻度0.02A,内阻忽略不计)
D.滑动变阻器R1(0—20Ω,10 A)
E.滑动变阻器R2(0—200Ω,l A)
F.定值电阻R0(990Ω)
G.开关和导线若干
(1) 某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的(a)、(b)两个实验电路,其中合理的是______图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选______(填写器材前的字母代号)。
(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,移动滑动变阻器,电流表A1和电流表A2分别测得多组I1和I2,并画出I1-I2图线,则由图线可得被测电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω。
(3)若同学根据(1)中选出的合理电路和器材连接实物电路时,把电流表A2接在了干路上,但误认为电流表A2仍接在支路上,其他步骤按(2)中的操作,这样由实验得出的内阻将______(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
正确答案
(1)(b) D
(2)1.48(士0.04)V、0.85(士0.03)Ω
(3) 不变
解析
略
知识点
某同学利用如图a所示电路来测量一节干电池的电动势和内电阻,实验时共记录5组伏特表和安培表的示数(电表均视为理想电表),并绘得如图b所示的U~I图线。
(1)由图线可知该干电池的电动势E=______V、内电阻r=_________Ω;
(2)该同学选用的滑动变阻器标明“10 Ω、2.5A”,实验时将滑片从左端缓缓向右移动,记录第1组数据时滑片大约移动了
A.1/4长度
B.1/3长度
C.1/2长度
D.2/3长度
(3) 改变滑动变阻器阻值,直至电源输出功率达到最大,请在图b上画出表示最大输出功率的“面积”图。
正确答案
(1)1.5 、 2/3
(2)C
(3)
解析
略
知识点
在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻.电源甲的电动势大约为4.5V,内阻大约为1.5Ω;电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为1Ω.由于实验室条件有限,除了导线、开关外,实验室还能提供如下器材:
A.量程为3V的电压表V
B.量程为0.6A的电流表
C.量程为3A的电流表
D.阻值为4.0Ω的定值电阻
E.阻值为100Ω的定值电阻
F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器
G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器
⑴选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用如图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻.
①在数据处理过程中,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,经过计算机拟合得到如图乙所示的图象,U和I的单位分别为V和A,拟合公式为
.则电源甲的电动势E= V;内阻r= Ω(保留两位有效数字).
②根据上述实验结果,请你判断,在实验中定值电阻选择的是 (填D或者E);电流表选择的是 (填B或者C);滑动变阻器选择的是 (填F或者G).
⑵为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻,选择电压表、定值电阻等器材,采用如图丙所示电路.
①定值电阻应该选择 (填D或者E).
②实验中,首先将闭合,
断开,电压表示数为1.48V.
然后将、
均闭合,电压表示数为1.23V.则电源乙电
动势E= V;内阻r= Ω(小数点后保留两位小数).
正确答案
⑴ ①4.4;1.6 ②D;B;,F
⑵ ①D ②1.48;0.81
解析
⑴根据给出的图线方程
可知,当I=0时,U=4.4V,即电源电动势为4.4V;图线斜率的绝对值
表示电源的等效内阻为5.6Ω(电源内阻+定值电阻),易知第②问中的定值电阻选D,电源内阻为1.6Ω;当U=0时,可得电路中电流最大约为0.79A,电流表选B测量读数较精确,选最大阻值为10Ω的滑动变阻器
满足电路要求,并且便于调节.
⑵由于电源乙内阻较小,根据串联电路电压与电阻的比例关系可知定值电阻选D测量误差较小;根据闭合电路欧姆定律可得E=1.48V,,解得r=0.81Ω.
知识点
(1)为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学设计的实验装置如图甲所示。
①其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从电磁铁下端自由下落,测出电磁铁下端至光电门的高度差h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为___________;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为___________;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中小铁块的机械能是否守恒。(已知当地重力加速度大小为g)
②具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在电磁铁下端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是______。(填步骤前的字母)。
计算小铁块经过光电门的速度表达式v= ___________ 。
③根据v2-h图线计算出直线斜率k的值与________比较,在误差允许的范围内二者相等,则可得出小铁块在下落过程中机械能守恒。
(2)某同学欲测定一个电池的电动势E和内阻r。给定器材如下:
A.待测水果电池E
B.电流表G(量程10mA,内阻约40Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻10Ω)
D.滑动变阻器R′(5Ω,1A)
E.电阻箱R(0~999.9Ω)
F.低压电源
G.开关S及导线
① 因为电流表G内阻的准确值未知,所以他先用如图甲所示的电路测量其内阻rG。已知图中电流表A的内阻为rA。读出电流表A、电流表G的读数分别为IA、IG,则内阻rG =_________ 。(用给定的字母的表示)
②若电流表G内阻的测量值rG = 40.0Ω。现采用图乙所示的电路测量该电池的电动势E和内阻r。 根据实验数据绘出的–R图象如图丙所示,则图线斜率表示的物理意义是___________。
③根据图象求出该电池的电动势E =___________ V、内阻r =___________ Ω。(结果保留整数)
正确答案
见解析。
解析
(1) ① mgh; ;
② A;
③2g
(2) ① rA ;
② 电动势的倒数或;
③ 6; 20;
知识点
某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时,发现里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的层叠电池。为了测定层叠电池的电动势和内电阻,实验室中提供如下器材:
A.电流表A1(满偏电流10mA,内阻10Ω);
B.电流表A2(0~0.6~3A,内阻未知);
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1.0A);
D.定值电阻R(阻值990Ω);
E.开关S与导线若干。
(1)该同学根据现有的实验器材,设计了如图甲所示的电路,请你按照电路图在图乙中完成实物连线。
(2)该同学根据上述设计的实验电路测出多组数据,绘出如图丙所示的I1-I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),则由图线可以得到被测电池的电动势E=____________V,内阻r=_____________Ω。(保留两位有效数字)
正确答案
(1)(连线画在右边图上)
(2) 9.1(±0.1) ,10
解析
略
知识点
23. (1) “测定一节干电池电动势和内阻”的实验电路图如图a所示
①第一组同学实验后得到了如图b的U-I图象,则电池内阻为______Ω。
②第二组同学测量另一节干电池,初始时滑片P在最右端,P向左滑行的距离为x。由于滑动变阻器某处发生断路,合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离后电流表才有读数,于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图,如图c所示。根据图象可知,电池的电动势为______V,内阻为______(电压表、电流表均为理想电表)
(2)如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,图中R表示该电阻在0℃时的电阻值,已知图线的斜率为k,若用该电阻与电池(电动势为E、内阻为r)、理想电流表A、滑动变阻器R′串联起来,连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头,把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
①根据图甲,温度为t(t>0℃)时电阻R的大小为______。
②在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时,需要弄清所测温度和电流的对应关系,请用E、R、k、r、R′(滑动变阻器接入电路的阻值)等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t=______。
③如果某次测量时,“金属电阻温度计”的指针正好指在温度刻度的10℃到20℃的正中央,则温度的测量值应_____15℃(填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
(1)①1.5 ②1.48;1.0
(2)① ;②
;③小于
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
23.用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。
A.电压表(量程为6V、内阻很大)
B.电压表(量程为3V、内阻很大)
C.电流表(量程为3A、内阻很小)
D.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω、额定电流为4A)
E.小灯泡(2A、5W)
F.电池组(电动势为E、内阻为r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表的示数增大,则电压表
的示数减小。
(1)请将设计的实验电路图在图甲所示的虚线方框中补充完整。
(2)在每一次操作的过程中,同时记录电流表、电压表
和电压表
的示数,组成两个坐标点(
)、(
),标到U—I坐标系中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则该电池组的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。
(3)在U—I坐标系中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为_________Ω。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
23.某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻忽略不计)和若干导线。
(1)请根据测定电动势E、内电阻r的要求,用实线把图甲中的器件连接成实验电路;
(2)接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,请先读出R=2.6Ω时电流表的示数(如图乙所示)I= A,然后在图丙所示的坐标系中描出该点,最后把图丙中已经给出的点和你所描出的点中符合实际的点用平滑的曲线连接成R—1/I图像;
(3)该实验中,R与1/I之间的线性函数关系式为 ,根据图丙中描绘出的图线可得出这个电池的电动势E= V,内电阻r= Ω。
正确答案
(1)实验电路如图所示;
(2)0.500A,描出的点和图像如图所示;
(3)R= E/I-r,E≈1.50V(1.46~1.54V均正确),r≈0.30Ω(0.25~0.35Ω均正确)
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
23.甲同学在实验室做《测定电源电动势和内阻》的实验,乙同学想同时测出一定值电阻的阻值,设计电路如图(Ⅰ)所示,调节滑动变阻器滑动触头P向某一方向移动时,甲同学记录了电流表和电压表
的示数,乙同学记录的是电流表A和电压表
的示数,两人根据数据描绘了如图(Ⅱ)所示的两条U—I直线回答下列问题:
(1)观察图象,可知图线是根据( )同学的数据所描绘的
(2)根据图(Ⅱ),可以求出定值电阻=( )
,电源电动势
=( )
,内电阻
=( )
(结果保留两位有效数字)
(3)图象中两直线的交点表示( )
A.此时滑动变阻器的滑片P滑到了最右端
B.本电路中此时电源的输出功率最大
C.此时定值电阻上消耗的功率约为
D.此时电源的效率达到最大值
(4)甲同学认为和
的接入是导致电动势和内阻测量的系统误差的因素之一,请你作出判断:( )(填“是”或者“不是”)
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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