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题型:简答题
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简答题

(7分)某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数,重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。

(1)为便于分析F与t的关系,应作出  的关系图象,并在如图坐标纸上作出该图线。

(2)由图线得出的实验结论是                。

(3)设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由实验结论推导出物体的加速度与外力的关系                                               。 

正确答案

(1)

(2)成正比

(3)

在误差允许范围内,物体质量一定时,加速度与外力成正比

试题分析:(1)通过表中数据,大致看出成正比,因此应作出图象。(2)所得的图线是一条直线,所以成正比。(3)推导过程: 所以a与成正比,而成正比,因此a与F成正比。在误差允许范围内,物体质量一定时,加速度与外力成正比

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简答题

一节电动势约为9 V,内阻约为2 Ω的电池,允许通过的最大电流是500 mA.为了精确测定该电池的电动势和内电阻.选用了总阻值为50 Ω的滑动变阻器以及电流表和电压表,连成了如图所示的电路.

(1)为了防止误将滑动变阻器电阻调为零而损坏器材,需要在电路中接入一个定值电阻R0,最适合的是(  )

A.10 Ω,5 W  B.10 Ω,0.5 W

C.20 Ω,5 W  D.20 Ω,0.5 W

(2)电路连好后,由于电路中有一处发生了故障,闭合开关K时发现电压表有示数而电流表没有示数,断开导线“1”的B端,将其分别接到C、D、E、F各点时,发现电压表的示数都接近9 V,而接到G、H、J各点时,发现电压表的示数都为零,可能出现的故障是(  )

A.定值电阻R0断路

B.滑动变阻器滑片P接触不良

C.滑动变阻器EF间电阻丝断路

D.电流表断路

(3)在其他器材不变的情况下,再取一节上述规格的电池,与原来的电池串联组成电池组,测量这个电池组的电动势和内电阻,且操作无误.

①在虚线框内画出实验电路原理图.

②实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E=________,r=________.(用I1,I2,U1,U2及R表示)

正确答案

(1)C (2)B (3)①

 

试题分析: (1)根据电源的电动势和内电阻的大约值,当滑动变阻器被短路时,由闭合电路的欧姆定律可得:,所以,此时上消耗的电功率约为,所以最合适的是C.

(2)断开导线“1”的B端分别接C、D、E、F时电压表示数为9 V,说明定值电阻和滑动变阻器的电阻线都是通的,接G、H、J时电压表无示数,说明滑动变阻器到电流表之间有断路,由此可判断电路故障就在滑动变阻器的电阻线到金属杆之间,所以一定是滑动变阻器的滑片P接触不良,故选B.

(3)①电路原理图如图所示:

②根据电路图可知,当电流表的示数为,电压表的示数为,由闭合电路的欧姆定律可得:,同理,当电流表的示数为,电压表的示数为,有,联立以上两式可解得:

点评:在实验中应注意实验的安全和准确;同时还要注意实验中的数据处理方法,本题采用的是联立方程的方法求解.

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简答题

为描绘小灯泡L(2.5V,1.0W)的伏安特性曲线,小张同学根据如下可供选择的器材设计了如图所示的电路(电路还没有完全接好)。

A.电流表(量程0.6A,内阻约1Ω)

B.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)

C.滑动变阻器(200Ω,0.3A)

D.滑动变阻器(5Ω,2A)

E.电池组(电动势约3V,内阻未知)

F.开关,带夹子的导线若干

G.待测小灯泡]

(1)实验中滑动变阻器应选择      (填“C”或“D”),请以笔代线将尚未连接好的电压表连入电路中;

(2)该同学在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前,请指出其中仅有的2个不当之处:

Ⅰ.                                                 

Ⅱ.                                                __。

改正上述2个不当之处后,他在测量中发现,无论如何调节滑动变阻器的滑片,电压表和电流表的示数均不能取到较小值,其原因是导线

          (填图中导线代号)没有连接好。

(3)该同学完善电路后,测得小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将该小灯泡与阻值为5.0的定值电阻串联后接在电动势为3.0V、内阻为6.0的电源上,则该小灯泡的实际功率为           W。

正确答案

(1)D,A表外接法(图略)(2)Ⅰ. 开关S不应闭合;Ⅱ. 滑动变阻器滑片P应置于b端。 ③

(3)0.13 W

试题分析:(1)小灯泡的电阻较小,为了便于测量,应该选择和小灯泡相差不大的滑动变阻器,故选D,灯泡电阻小,故应采用电流表外接法,

(2)在连接电路前,应断开开关,滑动变阻器处于最大阻值处,即P位于b端;电压表和电流表的最小值应该为零,不能为零,说明滑动变阻器不是分压解法,即③没有连接好

(3)作出定值电阻的I-U图像,与小灯泡的伏安特性曲线的交点,即为小灯泡的工作电压和电流,算得为0.13W

点评:本题考查实验中的仪表选择及接法的选择;应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用,同时还应明确内外接法的不同及判断.

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简答题

某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA)。实验室备有如下器材:

A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)

B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1 约为5Ω)

C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)

D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)

E.电阻箱R2(0~999.9Ω)

F.开关S一只、导线若干

①为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,

(i)甲图中的电流表A应选      (选填“A1”或“A2”).

(ii)请将甲图实物连线补充完整.

②为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图。根据测量数据作出图象,如图丙所示。若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=         ,内阻r =        (用k、b和R2表示)。

正确答案

(1)A(2分)

(2)如图(2分)

(3)(2分) (2分)

试题分析:(i)此电路中的电流近似等于:,所以选择电流表A2(ii)利用闭合电路的欧姆定律得,

纵截据表示,解得E=,斜率为

点评:难度中等,此类题型考察了结合实验目的而设计实验电路,并根据电路图理解图像的能力

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简答题

在测定金属电阻率的实验中,用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:

A.电池组(3V)

B.电流表(0~3A,内阻0.0125

C.电流表(0~0.6A,内阻0.125

D.电压表(0~3V,内阻3k

E.电压表(0~15V,内阻15k

F.滑动变阻器(0~20,额定电流1A)

G.滑动变阻器(0~2000,额定电流0.3A)

H.电键、导线。

(1)上述器材中应选用的是________________________。(填写各器材的字母代号)

(2)实验电路应采用电流表________接法。(填“内”或“外”)

(3)待测电阻是一根均匀材料制成的金属丝(横截面为圆形),用刻度尺测量其长度,用螺旋测微器测量其直径,结果分别如图1和图2所示。由图可知其长度l=__________cm,直径d=_______mm。

正确答案

(1)A、C、D、F、H(2分) (2) 外 (2分)

(3)l="59.40cm" (59.39~59.41 cm)(2分)d="0.435mm" (0.434~0.436mm)(2分)

试题分析:(1)实验要有电池组A要选,因电池组的电压为3V,电压表选D,由,所以电流表选C,为了调节方便,滑动变阻器选F,实验中还要用到电建和导线,H要选。

(2)因待测电阻为5左右,满足远小于电压表的内阻,所以电流表用外接法。

(3)由图知长度L=59.40cm,0为估读;螺旋测微器主尺读数是0mm,可动刻度读数为43.50.01=0.435mm。

点评:本题学生知道选择电压表,电流表,滑动变阻器的方法,知道电流表内外接法的条件,螺旋测微器读数方法。

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简答题

在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中,某同学通过测量两个电池的电流和电压,得到了如图所示的U—I图线,从图象中可以看出(     )

正确答案

A

试题分析:U—I图像中,图线与纵坐标的交点为电源电动势,斜率的绝对值表示电源内阻大小,由此可知电池a的电动势较大,a的斜率较大,a电池的内阻较大,A对;

点评:本题难度较小,掌握闭合电路欧姆定律U=E-Ir的物理意义,明确图像中与横轴、纵轴交点和斜率的物理意义

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简答题

(9分)某同学用图甲所示的电路探究电学元件的U-I关系,得到的数据描在图乙所示的坐标纸上.

(1)观察图乙所描数据点的分布情况,画出电学元件的U-I曲线;

(2)当电压表示数U=2.OV时,元件的电功率值为        W(保留2位有效数字),此值与元件的实际功率值相比        (填“偏大”、“偏小”或“相等”);

(3)如果把这个电学元件直接接在一个电动势为1.5V、内阻为2.O的电池两端,则电学元件两端的电压是        V.

正确答案

(1)如图所示 (2分)

(2)1.0(2分) 偏大(2分)

(3)0.8(3分)

试题分析:(1)应做平滑的曲线,因为随着电压的增大,阻值也发上变化(2)从图像中找到U=2.OV时的电流为0.5A,功率为P=UI=1W,由于有电压表的分流,因此此值与元件的实际功率值相比偏大(3)画出电源路端电压与电流的关系图像,短路电流为0.75A,两个图像的交点即为实际电压和电流

由此可知电学元件的电压为0.8V

点评:本题难度较大,明确元件的电阻是随着电压的变化而变化,应从图像中找到实际工作电压和电流来确定实际功率,对第3问的实验方法要掌握

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简答题

(9分)某同学为了测量一物体的质量,找到一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为)如下图所示,测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为0;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压

现有下列器材:力电转换器,质量为0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电转换器的受压面上). 设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且可使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路.

一位同学根据题意设计的电路图如下图所示.他的设计能否满足要求?为什么?

正确答案

不能

试题分析:不能.因为在输入端采用滑动变阻器的限流接法,使得电力转换器在空载时的输出电压不可能为零,并且在测量中,其输入的电压的调节范围非常有限.设滑动变阻器的电阻范围为0~R,电力转换的等效电阻为R0,电源的电动势为E,内阻不计,则根据欧姆定律可以求得电力转换器输入电压的调节范围时ER0/(R+R0)~E.该电路应该采用滑动变阻器的分压接法,如下图所示,这样在空载时,就可以通过调节使电力转换器的输出电压为零,并且电力转换器输入的调节范围是0~E,可以完全满足题目的要求.

点评:要求学生能根据连线判断出滑动变阻器的作用,同时理解两种接法的不同之处及各自的优点.

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简答题

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3 V,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,电压表的示数如图所示,此时L的电阻为________Ω. (2分)

②乙同学又设计了如图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. (2分)

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.(4分)

正确答案

①     L的电阻为5 Ω. (2分)

②     加在L上的电压值是4V. (2分)

③    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.(4分)

试题分析:①由图知,电压表的读数为2.30 V,根据欧姆定律,L的电阻RL Ω=5 Ω;②电压表与电阻R2串联,电压表两端的电压3 V,根据串联电路电阻与电压的关系,电阻R2两端的电压为1 V,灯泡L两端的电压为电压表和电阻R2两端的电压之和,即为4 V;③为了使电流表读数准确,电流表应用A2,因其量程为0.6A,不能测量0.7A,所以应与A2并联一个定值电阻R1,具体电路图见答案。

点评:学生能熟练运用欧姆定律,串联电路的关系,并联电路的关系去分析问题。

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简答题

在测定金属丝电阻率的实验中,金属丝长约0.8m,直径小于1mm,电阻在5Ω左右,实验步骤如下:

(1)用螺旋测微器测量金属丝直径如图,则图中读数为             

(2)用伏安法测量金属丝的电阻R。试把图中所给的器材连接成测量R的合适的线路。图中电流表的内阻接近lΩ ,电压表内阻为几千欧,电源的电动势为3V ,变阻器的阻值为0Ω~10Ω 。

(3)闭合电键后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):

a.若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是               (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。

b.若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至        档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”),再将红表笔连接电源正极进行排查。

正确答案

(1)0.998(±0.002)

(2)如图所示

(3)a.待测金属丝;b.直流电压10V

试题分析:(1)固定刻度为0.5毫米,可动刻度为49.8*0.01,相加得0.998毫米。

(2)待测金属丝电阻远小于电压表内阻,电流表应外接。变阻器的阻值略大于待测电阻,接限流式接法,电压表量程为3V,电流表量程为0.6A.电路如图

(3)电压表示数为E,说明电阻丝断开,电压表连在电源两端,电流表示数为零。

若电流表、电压表示数均为零,应用直流电压档,红表笔接高电势,接正极

点评:在该实验过程中主线是根据安排实验,其中R根据伏安法测量,S由螺旋测微器测量出直径,通过计算得到,l利用直尺测量

下一知识点 : 串联电路和并联电路
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