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简答题

某同学用图中所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.①除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:

电流表:A1:(量程100 mA,内阻约2Ω );  A2:(量程0.6 A,内阻约0.3Ω ); 电压表:V1(量程5 V,内阻约5KΩ ); V2(量程15 V,内阻约15KΩ );滑动变阻器:R1(阻值范围0~10Ω)滑动变阻器:R2(阻值范围0~2KΩ)

电源:E1(电动势为1.5 V,内阻为0.2Ω  );E2(电动势为4 V,内阻约为0.04Ω  ).

     

①为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表___,电压表___,滑动变阻器___,电源___.(填器材的符号)

②根据实验数据,计算并描绘出R-U的图象如图所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为_______Ω;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为_______Ω,灯泡实际消耗的电功率为______W.

③根据原理图连接好实物图

④根据R-U图象,可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的__________.

正确答案

①A2   V1    R1    E  ②1.5     11.5     0.78  ③见下图 ④A

试题分析:①灯泡的额定电流为0.3A,故电流表选A2;灯泡的额定电压为3.8V,故电压表选V1;电源选E2 ;滑动变阻器选R1;②由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为1.5Ω;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为11.5Ω,灯泡实际消耗的电功率为.③实物连线见下图;④因为,所以小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的A图。

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简答题

为了研究一个“2.5 V  0.2 W”小灯泡的伏安特性,现有4 V蓄电池1只,电键1个,导线若干,其他可选择的器材如下:

E.额定电流为1 A,阻值为0—5 Ω的滑动变阻器1只.

(1)要正确完成这个实验,电流表应选______,电压

表应选______(选填相应器材的代号)

(2)在虚线框内画出实验的电路原理图.

正确答案

BC

试题分析:小灯泡的额定电压为2.5V,所以采用电压表C,小灯泡的额定电流为,所以采用电流表B,

点评:做此类型题目关键是仪器的选择,在知道小灯泡的额定电压时,一般电路中小灯泡的两端电压不允许大于额定电压

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简答题

(6分)如图(a)所示,为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,测试时,磁敏电阻的轴向方向与磁场方向相同。

(1)试结合图(a)简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场变化的特点:_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)某同学想利用磁敏电阻图(a)所示特性曲线测试某长直导线产生的磁场,设计电路如图(b)所示,磁敏电阻与电键、电源和灵敏电流表连接,长直导线与图示电路共面并通以图示电流,请指出本实验装置的错误之处_______________________________________。

若装置调整正确后再进行测量,电路中所用干电池的电动势为1.5V,不计电池、电流表的内阻,试写出磁敏电阻所在磁场的磁感应强度B从0.4T至1.2T的变化过程中,通过磁敏电阻的电流强度IA随磁感应强度B变化的关系式:______________________。

正确答案

见解析

试题分析:(1)磁感应强度B在0~0.2T,磁敏电阻随磁场非线性增大,0.4~1.0T范围内磁敏电阻的阻值随磁场线性增大(2分)     

(2)磁敏电阻的轴向方向与磁场方向不相同 (2分)

I=(2分)

点评:本题属于图像信息图,关键是能从图像中得出有用的信息

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简答题

用下列器材,测定小灯泡的额定功率

A.待测小灯泡,额定电压6V,额定功率约为3W

B.电流表:量程0.6A、内阻约为0.5Ω

C.电压表:量程3V、内阻为5kΩ

D.滑动变阻器R:最大阻值20Ω、额定电流1A

E.电源:电动势10V、内阻很小

F.定值电阻:R0=10kΩ

G.开关一个,导线若干

(1)画出实验电路图

(2)实验中,电压表的示数应调为             V

正确答案

电压表的量程小于小灯炮的额定电压,可串联定值电阻R0改装成量程为9V的电压表.(3分)小灯泡的额定电流约为I灯=0.5A,电阻大约为R灯=12Ω≤15kΩ,所以应将电流表外接.(3分)实验电路如图所示.

⑵电压表示数调为2V(3分)

电压表的量程小于小灯炮的额定电压,可串联定值电阻R0改装成量程为9V的电压表.(3分)小灯泡的额定电流约为I灯=0.5A,电阻大约为R灯=12Ω≤15kΩ,所以应将电流表外接.(3分)实验电路如图所示.

⑵电压表示数调为2V(3分)

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简答题

现有电源、滑动变阻器、电流表、电压表和一个额定电压小于电源电动势的小灯泡,要测量小灯泡的功率随电压变化的情况.

(1)画出所用电路的原理图;

(2)把测得各组PU值画在PU2图中,各点组成的图线应大致是什么样子?

正确答案

 (1)如下图(a)所示 (2)如下图(b)所示

(1)为了使测量结果更准确,一方面考虑一般电流表内阻和小灯泡电阻比较接近故应选用电流表外接法,另一方面应使电压的变化范围尽可能大,故选用变阻器的分压接法.

(2)据功率的计算公式PUI

再根据欧姆定律I=,故P=.

随所加电压的增加,小灯泡发热,温度升高,电阻随温度升高而增大,故所得PU2图线的斜率k=应随R增大而减小.

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简答题

(8分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化,因而引起功率变化。一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题,实验室备有的器材是:电压表(0-3V,约3kΩ),电流表(0-0.6A,约0.1Ω),电池,开关,滑动变阻器,待测小灯泡,导线若干。实验时,要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压。

(1)在虚线框内画出实验电路图(3分)

(2)根据实验测得数据描绘出如图乙所示的U-I图象,小灯泡电压随电流变化曲线,由此可知,小灯泡电阻R随温度T的关系是                            。(2分)

(3)如果一电池的电动势2V,内阻2.5Ω。请你根据上述实验的结果,确定小灯泡接在该电池的两端, 小灯泡的实际功率是______W。(结果请保留两位有效数字)(3分)

正确答案

(1)实验电路图如图所示。(3分)

               

(2)小灯泡的电阻R随温度T升高而增大 (2分)

(3)0.44 (3分)(0.39—0.45都得分)在题给的小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安特性曲线,该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的交点对应的纵横坐标值(0.40,1.10)即为小灯泡的电压和电流,小灯泡的实际功率是P=UI=1.10×0.40W=0.44W。

(1)利用并联分流设计电路图,本实验要求多测量几组数据,滑动变阻器需要采用分压连接方式(2)图线的斜率表示电阻值,所以电阻R随温度T升高而增大(3)在题给的小灯泡电压随电流变化曲线上作出电池的伏安特性曲线,该曲线与小灯泡电压随电流变化曲线的交点对应的纵横坐标值(0.40,1.10)即为小灯泡的电压和电流,小灯泡的实际功率是P=UI=1.10×0.40W=0.44W。

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简答题

某同学为了测电流表A1的内阻r1的精确值,准备了如下器材:

E.滑动变阻器R1:0~10Ω,额定电流为1A

F.滑动变阻器R2:0~1000Ω,额定电流为0.2A

G.电源E:电动势为6V,内阻较小

H.导线、电键

要求:电流表A1的示数从零开始变化,且能多测几组数据,尽可能使电压表的表针偏转范围大。

①实验中电压表应选用           ,滑动变阻器应选用      (填器材前面的字母序号);②在右上方虚线方框中画出测量用的电路图;③若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,其中电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示,则所测电流表A1的内阻r1巧的表达式为             

正确答案

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简答题

(10分)某同学用图甲所示的电路测绘额定电压为3.0V的小灯泡伏安特性图线,并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题。

(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路图连接完整。

(2)连好电路后,开关闭合前,图甲中滑动变阻器R的滑片应置于            (填“A端”、“B端”或“AB正中间”)。

(3)闭合开关,向B端调节滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大”,则分析电路的可能故障为        

(4)排除故障后,该同学完成了实验。根据实验数据,画出的小灯泡I—U图线如图。形成图中小灯泡伏安特性图线是曲线的原因为         

(5)已知小灯泡灯丝在27℃时电阻是1.5,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数。根据I—U图线,估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为        ℃。

正确答案

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简答题

.有一个小灯泡标有“6V、0.6W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线,下列器材可供选用:

A.电压表(0~5V,内阻10kΩ)

B.电压表(0~10V,内阻20kΩ)

C.电流表(0~0.3A,内阻1Ω)

D.电流表(0~0.6A,内阻0.4Ω)

E.滑动变阻器(30Ω,2A)

F.学生电源(直流9V),还有开关和导线

(1)实验中电压表应选______,电流表应选______.(用序号字母表示)

(2)为使实验误差尽可能减小,画出实验电路图.

正确答案

 (1)B C (2)电流表外接,分压式(图见解析)

(1)电流表、电压表的选择

由小灯泡的标识可知其额定电压为U1=6V,额定电流为I1=0.1A,在额定电压下的电阻为R=60Ω.为了安全,小灯泡两端所加电压不能超过6V,(通过小灯泡的电流不能超过0.1A),要测IU图线,其电压变化范围应在0~6V间.因此电压表应选择B,电流表应选择C.

(2)电流表内外接法的选择

由于电流表、电压表内阻的影响,不管采用电流表内接还是外接都将引起系统误差.本实验中小灯泡的最大电阻约R1=60Ω,R1RV,为了减少误差,应当用电流表外接法.

(3)控制电路的选择

本题中若采用限流电路,其电路中的最小电流是Imin=0.1A,显然不符合实验要求;且实验数据应包括电压在零附近的数值,故只能用分压接法.实验电路图如下图所示.

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在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1R2及另外两根导线都是好的.为了查出断导线,某同学想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1b端和R2c端,并观察多用电表指针的示数,在下列选项中,符合操作规程的是                                                    (  )

正确答案

 A

 本题旨在考查对多用电表结构、性能、规格及使用规程的掌握和创造性解决实际问题的能力 ,关键是明确多用电表的使用方法和规程.错误原因是在用直流电流挡时没有估算电路中的最大电流.

根据题中所给条件,首先判断不能选用欧姆挡,因为使用欧姆挡时,被测元件必须与外电路断开.

先考虑电压挡,将黑表笔接在b端,如果指针偏转,说明R1与电源连接的导线断了,此时所测的数据应是电源的电动势6V,基于这一点,C不能选,否则会烧毁多用电表;如果指针不偏转,说明R1与电源的导线是好的,而R1R2之间的导线和R2与电源之间的导线其中之一是坏的,再把黑表笔接在c点,如果表头指针偏转,说明R1R2之间的导线是断的,否则说明R2与电源之间的导线是断的,A项正确.

再考虑电流挡,如果黑表笔接在b端,表针有示数则说明R1与电源间的导线是断的,此时表头指示数:I==0.4A,没有超过量程;如果指针不偏转,证明R1与电源之间的导线是连通的,而R1R2R2与电源之间的导线其中之一是断的;黑表笔接在c点时,如果表头指针有示数,证明R1R2间的导线是断的,此时表头指针示数:I==1.2A,超过表的量程,故B错误.

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简答题

(11分)有一电压表V1,其量程为3V、内阻约为3000Ω.要准确测量该电压表的内阻,提供的器材有:

电源E:电动势约为15V,内阻不计

电流表A1:量程100mA,内阻r1=20Ω

电压表V2:量程2V,内阻r2=2000Ω

定值电阻R1:阻值约为20Ω

定值电阻R2:阻值约为3Ω

滑动变阻器R0:最大阻值10Ω.额定电流1A

电建一个,导线若干

(1)实验中电表应选用_________, 定值电阻应选用__________

(2)请你设计一个测量电压表V1内阻的实验电路图并画在虚线框内

(3)说明实验所要测量的物理量________________________________________

(4)写出电压表V1内阻的计算表达式rv1=___________________________

正确答案

(1)V2;R1    (2)电路图见解析;(3)电压表v1的示数U1;电压表v2的示数U2    

(4)

试题分析:因为允许待测电压表的最大电流为,所以电流表A1量程太大,而电压表V2的最大电流也为,故选V2;为保护电源,定值电阻应选阻值大的R1;(2)电路如图所示:

(3)实验要测量的物理量有:电压表v1的示数U1;电压表v2的示数U2

(4)根据串联电路的电流关系可得:,解得   

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(10分)某研究性学习小组用左下图所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。

(1)根据电路图完成实物图的连线;

(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:

计算电动机效率的表达式为η=______________(用题中符号表示),前4次实验中电动机工作效率的平均值为________%(保留两位有效数字)。

(3)在第5次实验中,电动机的输出功率是________;可估算出电动机线圈的电阻为________Ω。

正确答案

(1)如图

(2),74

(3)0,2.4

试题分析:(1)根据原理图连接实物图的要领,可以按着电流流向逐次连接(2)电动机的有用功克服重力做功,因此有用功率为克服重力做功的功率mgv,效率为,带入前4次实验中的数据可知电动机工作效率的平均值为74%(3)在第5次实验中,电动机的总功率为UI=6×2.5W=15W,已经超过额定功率,因此可知电动机不转动,此时的电动机可看纯电阻电路,由U=Ir可知内阻为2.4Ω

点评:本题难度较小,明确非纯电阻电路欧姆定律不在适用,利用能量守恒的观点分析本题

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简答题

在测定金属丝电阻率的实验中,如图甲所示,用螺旋测微器测得金属丝的直径d=____ _____mm。如图乙所示,用多用电表的“×1”欧姆挡,调零后测得金属丝阻值R=______ ___Ω,若实验中测出金属丝的长度为L,通过伏安法测得的电阻与多用表所测非常接近,则该金属丝电阻率的表达式ρ=_________(用符号表示)。

正确答案

0.730    8     

用螺旋测微器测得金属丝的直径d=0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm

金属丝阻值R=8Ω

根据,若实验中测出金属丝的长度为L,则该金属丝电阻率的表达式ρ

故答案为:0.730    8     

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简答题

某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2 kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7 V,允许最大放电电流为100 mA).在操作台上还准备了如下实验器材:

A.电压表V(量程4 V,电阻RV约为4.0 kΩ)

B.电流表A1(量程100 mA,电阻RA1约为5 Ω)

C.电流表A2(量程2 mA,电阻RA2约为50 Ω)

D.滑动变阻器R1(0~20 Ω,额定电流1 A)

E.电阻箱R2(0~999.9 Ω,最小分度值0.1 Ω)

F.开关S一只、导线若干

(1)      为了测定电阻R0的阻值,小组的一位成员设计了如上图所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

(2)在实验操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂

电池的电动势E和内阻r.

①请在答案纸的方框中画出实验电路图(标注所用器材符号).

②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式________________________.

正确答案

(1)用A2替换A1(2)①电路图见解析 ②·

试题分析:(1)由欧姆定律求出通过待测电阻的最大电流,然后根据该电流确定电流表的量程,选择实验器材.(2)只有待测电池、电阻箱、电压表,可以用伏阻法测电池的电动势与内阻,根据实验原理作出实验电路图;由闭合电路的欧姆定律列方程,然后找出具有线性关系的量,并写出函数关系式.

(1)流过R0的最大电流约为:,电流表应使用:电流表A2(量程2mA,电阻RA2约50Ω),因为使用电流表A1时,电表示数太小,读数误差较大.

(2)①实验器材只有电压表与电阻箱,因此可以用伏阻法测电池的电动势与内阻,实验电路图如图所示.

②由闭合电路欧姆定律得:

整理得:

即:

由此可见,成正比,

可以作图象,

函数关系式是:

(2)①电路图如图所示;②

点评:本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、实验数据分析等问题;选择实验器材时,既要保证安全,又要注意测量精度,要注意实验器材量程的选择.

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简答题

如下图所示是研究电磁感应现象的实验仪器,虚线框内给出了原、副线圈导线的绕法,实验前已查明电流表中电流从左接线柱流入时指针向左偏.

(1)用笔画线代替导线在答卷对应的图上连接好实验电路.

(2)若实验中原线圈插入副线圈后,开关S闭合的瞬间,观察到电流表指针向左偏,试在电路连接图中标出电源的正、负极.

(3)若将原线圈拔出,则拔出时电流表指针向________偏.

正确答案

(1)(2)如下图所示

 (3)右

试题分析:(1)将电源、电键、变阻器、原线圈串联成一个回路,注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱,再将电流计与副线圈串联成另一个回路,电路图如图所示.

(2)开关S闭合的瞬间,观察到电流表指针向左偏,说明感应电流由左接线柱流入,由安培定则可知,副线圈中感应电流磁场向上;

开关闭合时,原线圈电流变大,原磁场变强,穿过副线圈的磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流磁场与原磁场方向相反,故原磁场方向向下,由安培定则可知,原线圈电流从B流入,A流出,则电源右端是正极,左端是负极,电路图如图所示.

(3)由电路图可知,闭合开关,穿过副线圈的磁场向下,将原线圈拔出,穿过副线圈的磁通量减小,由楞次定律可知,感应电流从电流表右侧流入,则电流表指针向右偏转.

点评:对于该实验注意两个回路的不同.熟练应用安培定则与楞次定律是正确解题的关键.

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