- 电学实验
- 共376题
23.指针式多用表是实验室中常用的测量仪器,请完成下列问题:
(1)在使用多用电表测量时,若选择开关拨至“25mA”档,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为__________ mA。
(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电池的电动势为E、内阻为r, R0为调零电阻,Rg为表头内阻,电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图像如图(c)所示,则该图像的函数关系式为I=_____________________。
(3)下列根据图(c)中I-Rx图线做出的解释或判断中正确的是( )
A.因为函数图线是非线性变化的,所以欧姆表的示数左小右大
B.欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx=0时电路中的电流I=Ig
C.Rx越小,相同的电阻变化量对应的电流变化量越大,所以欧姆表的示数左密右疏
D.测量中,当Rx 的阻值为图(c)中的R2时,指针位于表盘中央位置的左侧
(4)根据图线可知该电池的电动势E=__________。
正确答案
(1)11.50
(2) 或
(3) BCD
(4)IgR1
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
23. 在物理课外活动中,刘聪同学制作了一个简单的多用电表,图甲为该电表的电 路原理图。其中选用的电流表满偏电流Ig=10 mA,当选择开关接3时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示,下排刻度均匀,上排刻度不均勻且对应数据没有标出,C为中间刻度。
(1)若指针在图乙所示位置,选择开关接1时,其读数为______;选择开关接3时,其读数为______。
(2)为了测选择开关接2时欧姆表的内阻和表内电源的电动势,刘聪同学在实验室找到 了一个电阻箱,设计了如下实验:
①将选择开关接2,红黑表笔短接,调节R1的阻值使电表指针满偏;
②将电表红黑表笔与电阻箱相连,调节电阻箱使电表指针指中间刻度位置C处,此 时电阻箱的示数如图丙,则C处刻度应为______Ω.
③计算得到表内电池的电动势为______V.(保留两位有效数字)
(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连,若指针指在图乙所示位置,则待测电 阻的阻值为______Ω.(保留两位有效数字)
正确答案
(1)6.90mA(6.88mA~6.92mA)
173V(171V~174V)
(2)150 1.5
(3)67(66~68)
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
10.现有一满偏电流为500μA,内阻为1.2×103Ω的灵敏电流计G,某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表,实验室提供如下器材:A、一节干电池(标准电动势为1.5V)B、电阻箱R1(最大阻值99.99Ω)C、电阻箱R2(最大阻值999.9Ω)D、滑动变阻器R3(0—100Ω)E、滑动变阻器R4(0—1kΩ)F、导线若干及两个接线柱(1)由于电流表的内阻较大,该同学先把电流表改装为量程为0~2.5mA的电流表,则电流计应_▲_联一个电阻箱(填“串”或“并”),将其阻值调为_▲▲▲__Ω。(2)将改装后的电流表作为表头改装为欧姆表,请在方框内把改装后的电路图补画完整,并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号(B~E)。(3)用改装后的欧姆表测一待测电阻,读出电流计的示数为200μA,则待测电阻阻值为__▲▲▲__Ω。
正确答案
(1)并、300Ω。
(2)如图所示:
(3)900Ω
解析
1、首先清楚是将电流计改装成电流表,算出电流量程的放大倍数n=,根据公式R=Rg得出并联电阻的阻值。2、根据算出的并联电阻的阻值选择合适的电阻箱和滑动变阻器。3、明确中值电阻的含义:被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=,当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r。4、根据欧姆定律公式:I==,已知I、R中、E即可求得Rx。
考查方向
1、考查电流表、电压表的改装。
电压表改装的基本公式:电流表改装的基本公式:
2、考查欧姆表的原理。
(1)内部电路简化如图所示。
(2)根据闭合电路欧姆定律
①当红、黑表笔短接时,Ig=,
②当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=,
③当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r.
解题思路
1、首先清楚是将电流计改装成电流表,算出电流量程的放大倍数n=,根据公式R=Rg得出并联电阻的阻值。2、根据算出的并联电阻的阻值选择合适的电阻箱和滑动变阻器。3、明确中值电阻的含义:被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=,当I中=Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r。4、根据欧姆定律公式:I==,已知I、R中、E即可求得Rx。
易错点
1、不理解中值电阻的含义。2、不清楚欧姆表的基本原理。
知识点
图为“测绘小灯伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡额定电压为2.5V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,
②闭合开关后,逐渐移动变阻器的滑片, ;
③断开开关,…… 。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。
(2)在虚线框中画出与实物电路相应的电路图。
正确答案
(1)①使它靠近变阻器左端的接线柱
②增加小灯泡两端的电压,记录电流表和电压表的多组读数,直至电压达到额定电压
(2)如图所示。
解析
(1)①接通电路前,小灯泡中的电流应调到最小,以保证用电器安全;②由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线,所以要取多组测量值,包括其额定值。
(2)电压电流的测量值要从0开始,所以实验电路应连成分压式;且满足电压表内阻远大于灯泡电阻,所以采用电流表外接形式。
知识点
(1)某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动,质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度,M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影,用小锤打击弹性金属片,使A球沿水平方向飞出,同时松开B球,B球自由下落。A球落到地面N点处,B球落到地面P点处,测得mA=0.04 kg,mB=0.05 kg,B球距地面的高度是1.225 m,M、N点间的距离为1.500 m,则B球落到P点的时间是______ s,A球落地时的动能是______J,(忽略空气阻力,g取9.8 m/s2)
(2)某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0 V 0.7 A”;
电流表A1,量程3 A,内阻约为0.1 Ω;
电流表A2,量程0.6 A,内阻r2=0.2 Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9 kΩ;
标准电阻R1,阻值1 Ω;
标准电阻R2,阻值3 kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围0~10 Ω;
学生电源E,电动势6 V,内阻不计;
开关S及导线若干。
①甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46 A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为______Ω。
②乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是______V。
③学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路,请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
正确答案
见解析。
解析
(1)B球落到P点的时间为,A、B两球同时落地,所以A落地时的水平速度
,竖直速度vy=gt=4.9 m/s,所以A落地时的动能为
。
(2)①电压表示数为U=2.30V,电阻为。
②由部分电路欧姆定律和串并联知识,加在L上的电压值为U=(3+×3×103)V=4 V。③图3中电流表选用A1,量程过大,读数不准确,由于小灯泡的额定电流为0.7 A,通过电流表A2,标准电阻R1并联,作为电流表,答图1为电流表外接片,答题2为电流表外接法。
知识点
一、在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧,为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码(每个钩友的质量均为m=0.1kg,取g=10m/s2),并记录绳下端的坐标X加i(下标i表示挂在绳下端钩码个数)。然后逐个拿下钩码,同样记录绳下端面的坐标X减i,绳下端坐标的平均值Xi=(X加i+X减i)/2的数据如下表:
(1)同一橡皮绳的X加i X减i(大于或小于);
(2) 同学的数据更符合实验要求(甲或乙);
(3)选择一组数据用作图法得出该橡皮绳的劲度系数k(N/m);
(4)为了更好的测量劲度系数,在选用钩码时需考虑的因素有哪些?
二、
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,某同学测得电流-电压的数据如下表所示:
(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;
(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系,已作出电阻随电流的变化曲线如图所示:请指出图线的特征,并解释形成的原因。
正确答案
见解析
解析
一、(1)小于(因为橡皮绳在伸长后不能完全恢复到原来的长度)
(2)乙(因为甲同学的数据中只有前几个数据可认为在弹性范围内)
(3)
由上表作图得
由图得
(4)尽可能使伸长量在弹性范围内,同时有足够大的伸长量,以减小长度测量误差。
二、
(1)
(2)电阻随电流增大,存在三个区间,电阻随电流的变化快慢不同。
第一区间电流很小时,电阻变化不大;第二区间灯丝温度升高快,电阻增大快;第三区间部分电能转化为光能,灯丝温度升高变慢,电阻增大也变慢。
知识点
一、(1)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图1所示,读数为__________________mm。
(2)在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图2所示,读数为__________________cm。
二、太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上,大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的,请将图1连成一个完整的实验电路图。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为____________。
三、利用图示装置进行验证机械能守恒定律的试验时,需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度
。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。
a用刻度尺测出物体下落的高度,并测出下落时间
,通过
计算出瞬时速度v0
b用刻度尺测出物体下落的高度,并通过
计算出瞬时速度
c根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度,并通过计算出高度
d用刻度尺测出物体下落的高度,根据做匀速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度
以上方案中只有一种正确,正确的是 。(填入相应的字母)
正确答案
一、(1)0.617(0.616~0.619)
(2)0.675
二、(1)如图
(2)很大;1.0×103(965~1040)
三、d
解析
一、(1)0.5mm+11.7×0.01mm=0.617mm
(2)0.6cm+15×0.05mm=0.675cm
二、(1)根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,电路连接如图
(2)在电压小于2.00V时,由图可读出电流很小,由得
,太阳能电池的电阻很大
当电压为2.80V时,根据题图读出UI,由得:R=1.0×103Ω
三、物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用,不是自由落体运动,ab错误。物体下落的高度是用米尺测量的,不是计算的,c错误。d为验证机械能守恒定律的实验测量方案,正确。
知识点
(1)(6分)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中:
①用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为______cm。
②小组成员在试验过程中有如下说法,其中正确的是______。(填选项前的字母)
A. 把单摆从平衡位置拉开30º的摆角,并在释放摆球的同时开始计时
B. 测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为t/100
C. 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D. 选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小
(2)(12分)某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
①在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至____档进行测量。(填选项前的字母)
A. 直流电压10V
B. 直流电流5mA
C. 欧姆× 100
D. 欧姆× 1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器(阻值范围0~20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,V为电压表(量程6V,内阻20kΩ),A为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关。
Ⅰ,在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最____端(填“左”或“右”)
Ⅱ,在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭和开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是_____点至_____点的导线没有连接好;(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“2点至3点”的导线)
Ⅲ,该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______。(填“不变”、“增大”或“减小”)
正确答案
(1)①0.97(0.96、0.98均可);②C
(2)①D;②Ⅰ,左;Ⅱ, 1 点至 5 点(或 5 点至 1 点);Ⅲ,增大
解析
(1)①主尺刻度加游标尺刻度的总和等于最后读数,0.9 cm+mm = 0.97 cm,不需要估读。②为减小计时误差,应从摆球速度最大的最低点瞬间计时,A错。通过最低点100次的过程中,经历的时间是50个周期,B错。应选用密度较大球以减小空气阻力的影响,D错。悬线的长度加摆球的半径才等于摆长,由单摆周期公式T =
可知摆长记录偏大后,测定的重力加速度也偏大,C正确。
(2)①根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12 Ω,测电阻选欧姆挡并选×1挡。
②开关闭合前,应保证灯泡电压不能太大,要有实验安全意识,调滑片在最左端使灯泡电压从零开始实验。电表示数总调不到零,是由于电源总是对电表供电,滑动变阻器串联在了电路中,1点和5点间没有接好,连成了限流式接法,这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数,所以随着电压的增大,曲线斜率减小,电阻增大。
知识点
硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表的V1量程选用3V,内阻为6.0k;电压表V2量程选用15V,内阻约为30k
;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。
①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示教U1、U2。
(ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1= V,可算出通过硅光电他的反向电流大小为
mA(保留两位小数)。
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压UX 和通过反向电流IX(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立IX-UX坐标系,标出了与表中前5组UX、IX数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出IX-UX图线。
(ⅲ)由IX-UX图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,
IX与UX成____(填“线性”或“非线性”)关系。
正确答案
见解析。
解析
①连线如下图
② (ⅰ)1.40 0.23
(ⅱ)描点绘出IX-UX图线如下图
(ⅲ)非线性
知识点
22.Ⅰ.在“测量重力加速度”的实验中,某同学利用图中的装置得到了几条较为理想的纸带。由于不小心,纸带都被撕断了,如图所示。已知每条纸带上每5个点取一个计数点,即两计数点之间的时间间隔为0.1s,依打点先后编为0,1,2,3,4,……。根据给出的A、B、C、D四段纸带回答:
(1)在B、C、D三段纸带中,与纸带A属于同一条的应该是________(填字母);
(2)打纸带A上点1时重物的速度是________m/s(保留三位有效数字);
(3)当地的重力加速度大小是________m/s2(保留三位有效数字)。
(4)该地区的地形可能为________(填“高山”或“盆地”)。
Ⅱ.某兴趣小组为了测量一待测电阻丝的阻值Rx,先用多用电表粗测出它的阻值约为9Ω,再用千分尺测量该段电阻丝的直径,如图所示,然后再用伏安法精确地测量。实验室里除待测电阻丝外,还准备了以下器材:
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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