- 交变电流
- 共2642题
(18分)
(1)如图所示,在高为h的平台边缘抛出小球A,同时在水平地面上距台面边缘水平距离为s处竖直上抛小球B,两球运动轨迹在同一竖直平面内,不计空气阻力,重力加速度为g。若两球能在空中相遇,则小球A的初速度应大于 ,A、B两球初速度之比
为 。
(2)在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。
① 实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的 (填字母代号)。
A.将橡皮条拉伸相同长度即可 B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
② 同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是 (填字母代号)。
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(3)要测量电压表V1的内阻RV,其量程为2V,内阻约为2kΩ。实验室提供的器材有:
电流表A,量程0.6A,内阻约0.1Ω;
电压表V2,量程5V,内阻5kΩ;
定值电阻R1,阻值30Ω;
定值电阻R2,阻值3kΩ;
滑动变阻器R3,最大阻值100Ω,额定电流1.5A;
电源E,电动势6V,内阻约0.5Ω;
开关S一个,导线若干。
①有人拟将待测电压表V1和电流表A串联接入电压合适的测量电路中,测出V1的电压和电流,再计算出RV。该方案实际上不可行,其最主要的原因是 ;
②请从上述器材中选择必要的器材,设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路。要求测量尽量准确,实验须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。试画出符合要求的实验电路图(图中电源与开关已连好),并标出所选元件的相应字母代号;
③由上问写出V1内阻RV的表达式,说明式中各测量量的物理意义。
正确答案
(1)
(2)①B D
②B D
(3)①电流表A不能准确测量出流过电压表的电流。
②测量电压表内阻
的实验电路如图所示:
③=
表示
的电压
表示
和
串联的总电压
略
为测量阻值约15Q电阻的准确值,实验室现提供以下器材
A.待测电阻RX
B.电流表A1(0~10mA,内阻约2)
C 电流表A 2 (0~0.6A,内阻约0.05)
D.电压表V1(0~100mv,内阻约15K)
E.屯压表V2(0~5V,内阻约15K)
F.定值电阻R定 (约20)
G.滑动变阻器(0~5,2A)
H.蓄电池(6V,0.5Q)
I.单刀开关两只,导线若干
实验过程中,要求测量时只能测两组数据(U1、I1和U2 I2,且无系统误差.
(1)(5分)在方框图中画出测量电路图,并将所选器材用题给符号标在图中;
(2)(3分)R。的表达式为:RX=: (用U1,I1和U2 I2(表示)
(3)(2分)在实物图上用实线代表导线,连接成实验电路.
正确答案
(由于实验操作顺序原因写成
也可)(3分)
⑴所给器材中有电压表和电流表,因此使用一般伏安法测电阻的方法,只是由于电表内阻的影响带来系统误差,所以在实验设计时应集中在消除系统误差上面。消除电表内阻的影响最直接的方法就是测出电阻内阻,但所用电流表最大额定电压为的0.03V=30mV,电压表最大电流为0.33mA,因此都不能用伏安法直接测量,器材给定有一个定值电阻(20Ω),可以用来与电流表串联当作电流表内阻的一部分,或者与电压表并联测等效电阻,考虑到一次性连接实验电路,因此将定值电阻与电压表并联,用开关控制先测出并联后的电阻
,然后再闭合开关,有
,联立即可解得⑵。⑶略。设计性、开放性实验,考查伏安法测电阻的基本思想和考生综合分析能力、实验能力。难度较大。
中国机器人农民发明家吴玉禄(被誉为中国的特斯拉)只有小学文化,为了给他的机器人吴老二找一个可充电电池,他在废品站找到了一个象电池一样有两个电极的装置,上面标有“TNT”等字样,他高兴地拿回去充电,结果差点丢了性命。如果你是他的儿女,为了安全起见,你能给他提出一些建议或帮助吗?
(1)经上网查找这是只工业电雷管,由电能转化成热能而引发爆炸的,利用了电流的热效应。给你一个多用电表你会选择 (直流电流,直流电压,电阻)挡来判断它是否为电池,可保证既安全又方便。
(2)经核实该电雷管全电阻值为6Ω,其中电热丝阻值为5Ω,引脚线长2m,阻值为1Ω,当通以0.45A电流时约6s钟爆炸,若吴玉禄用5.4V的电压给它充电时理论上约 s钟爆炸(危险)。
(3)某兴趣小组发扬吴玉禄精神,用伏安法设计了一实际精确测量上述单只电雷管电阻的电路.准备了以下实验器材:
待测电雷管Rx ,炸药桶(保护作用,防爆破)
电流表A1:量程0.5A 、内阻约0.5Ω
电流表A2:量程30mA、内阻约30Ω
电压表V1:量程30V、内阻约10 kΩ
电压表V2:量程2V、内阻约3kΩ
滑动变阻器R:0~10Ω 电阻箱R0:0~999.9Ω,0.1A
干电池E:电动势E=1.5V,内阻r约0.1Ω
电键S及导线若干,
① 请设计一个较合理的电路原理图,画在规定方框内,要求通过电雷管的电流不超过27mA,电压能从零调节,尽可能减小误差。
② 并写出Rx的计算公式Rx= ;说明公式中各物理量的意义:
。
正确答案
(1) 直流电压
(2) 1.5
(3)
①电路原理图如图所示。
② U/I-R0; U为电压表读数,I为电流表读数,R0电阻箱读数
选择多用电表直流电压档判断它是否为电池。当通以0.45A电流时约6s钟爆炸,说明6s钟产生的热量为0.452×R×6J,用5.4V的电压给它充电时,电流为0.9A,由0.92×R×t=0.452×R×6J,解得t=1.5s。电路设计为分压电路,电流表外接。由欧姆定律,U/I=R0+Rx
(12分)实验题
(1)(2分)如图,螺旋测微器示数为 mm,游标卡尺示数为 mm.
(2)(1分)某同学在使用多用电表按正确步骤测量某一电阻阻值,选择开关指在“×100”欧姆档,指针指示位置如图所示,则该电阻的阻值是 Ω;
(3)(9分)在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(量程为0~3mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻Rg2=0.1Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)
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进行测量,滑动变阻器应该选 (填写器材前的字母代号)
(2)图乙是该同学根据(1)中选出的合理的实验电路,利用测出的数据绘出I1-I2图像(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数,且I2的数值远大于I1的数值),则由图像可得被测电池的电动势E= V,内阻r= Ω;(结果保留到小数点后两位)
(3)若将图像的纵坐标改为 ,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为被测电池的电动势。
正确答案
(1)6.123~6.125mm(1分);10.50mm(1分) (2)2200(1分) (3)①b(1分) D(2分) ②1.48(±0.04)(2分) 0.84(±0.03)(2分) ③I1(R0+Rg1)(2分)
试题分析:(1)螺旋测微器主尺读数为6mm,可动刻度读数为12.4×0.01mm,所以读数为6mm+12.4×0.01mm=6.124mm,游标卡尺主尺读数为10mm,游标尺读数为11×0.05mm,所以读数为10mm+11×0.05mm=10.50mm(2)开关指在“×100”欧姆档,示数为22×100Ω=2200Ω(3)①没有电压表,可利用电流表改装,给的定值电阻阻值为990Ω,电压表量程应能准确测的1.5V电压即可,所以可用电流表A1改装,由串联分压原理可知改装后的电压表量程为3V②由图像可知,当I1=1.45mA时,I2=0.05A,则路端电压为,由于I2远大于I1,可认为干路电流为0.05A,则
,当I1=1.1mA时,I2=0.45A,同上列方程求解,可知电源电动势和电源内阻数值③如果纵坐标改为路端电压,则图线与纵坐标的交点的物理含义即为被测电池的电动势
点评:难度较大,掌握一些基本仪器的读数规则,如果电学试验中没有电压表或合适的电流表,要立刻能够想到利用电表的改装问题,本题的难点在于图乙的利用
(18分)(1)(6分)下图为同一个打点计时器打出的四条长度相同的纸带,则下面判断正确的是 ____________(填选项前的字母)
A.甲纸带加速度最大 B.乙纸带加速度最大
C.丁纸带平均速度最小 D.丙纸带平均速度最大
(2)(12分)利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻,提供的器材为:
(A)干电池两节,每节电池的电动势约为1.5V,内阻未知
(B)直流电压表V1、V2,内阻很大
(C)直流电流表A,内阻可忽略不计
(D)定值电阻R0,阻值未知,但不小于5W
(E)滑动变阻器
(F)导线和开关
①甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:
U/V
2.62
2.48
2.34
2.20
2.06
1.92
I/A
0.08
0.12
0.19
0.20
0.24
0.28
试利用表格中的数据作出U-I图,由图像可知,该同学测得两节干电池总的电动势值为__________V,内阻为__________W(均保留2位有效数字)。由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表__________(选填“V1”或“V2”)
②乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接好原电路继续实验,实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,并将滑动变阻器的滑片移动到不同位置,记录了U1、U2、I的一系列值。他在同一坐标纸上分别作出U1-I、U2-I图线,则所做的直线斜率较大的图线是 ________________(填U1-I或U2-I)。定值电阻R0的计算表达式是R0=________________(用测得的物理量表示)。
正确答案
(1)BC(2)①2.9,3.5,V1(各2分) ②U2-I、(各3分)
略
某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:
A.电源E(3 V,内阻约为1 Ω)
B.电流表Al(0.6 A,内阻r1=5Ω)
C.电流表A2(0.6 A,内阻r2约为1 Ω)
D.开关S,定值电阻R0
(1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请完成虚线框内电路图的设计。
(2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1,A2的读数为I2,得Rx=______________(用字母表示)。
(3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值,最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx=______________。(各物理量单位均为国际单位)
(4)定值电阻R0的阻值应该选用________________。
A.1 Ω B.5 Ω C.10 Ω D.20 Ω
正确答案
(1)如图所示 (2) (3)
(4)B
试题分析:(1)测电阻阻值需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流,所给实验器材没有电压表,可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联,测出电阻两端电压,另一个电流表串联在电路中测电路电流,实验电路图如图所示:
(2)电阻两端电压,通过电阻的电流
,电阻阻值
;
(3)由于图像的对称性可知,加上相反的压力时,电阻值大小相等;图像与纵坐标的交点为16Ω,当R=7Ω时,对应的力为4.5N,因此表达式为。
(4)整个回路总电流不能大于0.6A,而电动势为3V,因此总电阻略大于5欧姆,而电源内阻为1Ω,因此定值电阻的阻值应选5欧姆,即可保证电流不超过量程,也保证电流不太小,两块电流表读数准确,
测定金属丝的电阻(阻值约为3Ω)时,要求通过金属丝的电流可以在0~0.6A之间变化。根据下列提供的实验器材,解答如下问题:
E、滑动变阻器全电阻10Ω,允许通过最大电流1A
F、6V蓄电池
G、电键一个、导线若干
(1)电流表应选用 (填前面代号);电压表应选用 (填前面代号).
(2)请在方框中画出实验电路图,并在图11中用实线代替导线连接成符合实验要求的电路图。
(3)某同学根据实验数据画出金属丝的伏安特性曲线如图所示,可见金属电阻会随着温度的升高而 ,当通过金属丝的电流为0.5A时,其电阻为 Ω。
正确答案
⑴(2分) A C
⑵见解析(实物图、电路图各3分,共6分)
⑶(4分)增大 4
试题分析:(1)电流表和电压表读数超过量程的时误差较小,通过金属丝的电流可以在0~0.6A之间,所以电流表选A;根据U=IR可知,电压最大值在1.8V左右,所以电压表选C.
(2)电阻丝电阻较小,电流表应外接;电流从0开始变化,采用分压电路。实物图、电路图如下
(3)根据伏安特性曲线可知,温度升高是由于电流增大引起的,由图可知电阻增大,电阻增大是由于电阻率增大的原因。由图可知。
点评:中等难度。本题中测电阻是关键,一要根据要求选择合适器材;二要选择合适的电路;三要电路连接不能出错。
实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管,已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10-8Ωm。课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等。
(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:(请填写第②步操作)
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔;选择电阻档“×1”;
②________________________________________________________________;
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接,多用表的示数如图所示。
(2)根据多用电表示数,为了减少实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图(b)的A、B、C、D四个电路中选择_________电路来测量金属丝电阻;
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径,示数如图所示,金属丝的直径为______mm;
(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为_________m。(结果保留两位有效数字)
(5)他们正确连接电路,接通电源后,调节滑动变阻器,发现电流表始终无示数。请设计一种方案,利用多用电表检查电路故障并写出判断依据。(只需写出简要步骤)
_________________________________________________________________________
正确答案
(1)将红、黑表笔接触,旋转“调零电阻”,使指针指在0Ω处。(2)D。(3)0.260。(4)12。(5)选用多用电表的直流电压档,取适当的电压量程,检查电源的输出电压,若读数为零,则说明电源断路或没有电了。选用多用电表的欧姆档,断开电源,将红黑表笔逐个接触其它元件的两端,检查导通情况。若电阻无穷大,则说明该元件断路。
樊守青(1)使用多用电表测量电阻,必须先调零,即将红、黑表笔接触,旋转“调零电阻”,使指针指在0Ω处。
(2)根据题目要求,电压范围较大,就选用滑动变阻器与电源并联方式。根据多用电表的读数,可知线圈总电阻较小,与安培表的内阻接近,就选用安培表外接法,综合上所述选出D图。
(3)千分尺的最小刻度为0.01mm,即每一小格为0.01mm,现在有26小格,主尺上0.5mm刻度线没有露出来,所以取0.260mm,千分尺需要估读到下一位。
(4)根据电阻定律公式,将数据代入,可求出
。
(5)选用多用电表的直流电压档,取适当的电压量程,检查电源的输出电压,若读数为零,则说明电源断路或没有电了。选用多用电表的欧姆档,断开电源,将红黑表笔逐个接触其它元件的两端,检查导通情况。若电阻无穷大,则说明该元件断路。
点评:樊守青本题属于中档实验题。较好地考察了实验仪器的使用,体现了新课标的实用的精神。特别是最后一问,相当好,更加突出了学以致用,这是实验题改革的方向。
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E约为1.5 V,内电阻r小于1.0Ω)
B.电流表A1(0~3 mA,内阻Rg1=10Ω)
C.电流表A2(0~0.6 A,内阻Rg2="0.5Ω)"
D.滑动变阻器R1(0~2.5Ω,1 A)
E.滑动变阻器R2(0~20Ω,l A)
F.定值电阻R0 (500Ω)
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,于是他设计了如图所示中甲的(a)、 (b)两个参考实验电路,其中合理的是 图所示的电路(填写“a”或“b”);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)该同学根据(1)中选出的合理的实验电路利用测出的数据绘出I1―I2图线(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数),请在图乙坐标系中作出I1―I2的定性图线。则图线斜率的绝对值等于 。(用题中所给的各物理量的符号表示)
(3)若将图线的纵坐标改为 ,横轴仍为I2,则图线与纵坐标轴的交点的物理含义即为电动势的大小。
正确答案
(1) b (2分) D (2分)
(2)(2分) (2分)
(3)I1(R0+Rg1+r) (2分)
略
一位同学利用手边现有器材,设计了一个既能测量待测电阻Rx的阻值(约500Ω),又能测量电源E电动势的电路(如图8)
其中R1:滑动变阻器阻值1000Ω;
R2:电阻箱最大阻值999.9Ω
G:电流表量程3mA,内阻约50Ω
E:电源电动势约为3V,内阻很小但不可忽略
① 试写出测量电阻Rx的实验步骤:
②在测出电阻Rx的值后,再利用此电路测量电源E的电动势。
需要测量的物理量有:
电源E电动势的表达式 (用所测物理量表示)
正确答案
①第一步:将开关打到a位置闭合,适当调节滑动变阻器R1,使电流表指针指到某一位置 (2’)
第二步:将开关打到b位置闭合,调节变阻箱R2,使电流表指针指到原来位置,读出此时变阻箱R2接入电路的电阻值R,即为待测电阻阻值。 (2’)
②改变变阻箱R2接入电路的电阻值,读出两组对应的电阻值、电流值,
即 、
和
、
(2’)
电动势表达式 E= (3’)
略
(1)由绝缘介质隔开的两个同轴的金属圆筒构成圆柱形电容器,如图所示。试根据你学到的有关平行板电容器电容的知识,推测影响圆柱形电容器电容的因素有__________。
(2)利用伏安法测量干电池的电动势和内阻,现有的器材为:
干电池:电动势约1.5 V,符号
电压表:量程1 V,内阻998.3 Ω,符号
电流表:量程1 A,符号
滑动变阻器:最大阻值10 Ω,符号
电阻箱:最大阻值99 999.9 Ω,符号
单刀单掷开关1个,符号
导线若干
①设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在指定的方框内。要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负。
②为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的________倍,电阻箱的阻值应为__________Ω。
正确答案
⑴H、R1、R2、ε(正对面积、板间距离、极板间的介质)
⑵①
②2; 998.3
⑴这是圆柱形电容器,但可以定性地根据平行板电容器的公式判断,由平行板电容器的公式,可推测影响圆柱形电容器电容的因素有:正对面积、板间距离、极板间的介质即H、R1、R2、ε。
⑵①考虑到电源的内阻比较小,则电流表接法是确定的,所以必须连接成答案所示。
②因为干电池的电动势约为1.5 V,电压表的量程1 V,为了满足本实验要求并保证实验的精确度,电压表量程应扩大为原量程的2倍;又因电压表的内阻为998.3 Ω,所以电阻箱的阻值也应为998.3Ω。
(12分)某科技活动小组,为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告,设计了一个测量电阻率(被测电阻丝Rx的阻值约为10Ω)的实验方案,可提供的器材有:
A.电流计G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=3mA
B.电流计A1,内阻0.4Ω,量程0~0.6A
C.电流计A2,内阻约为0.1Ω,量程为0~3A
D.螺旋测微器
E.电阻箱R0(0~9999Ω,0.5A)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω,2A)
G.滑动变阻器R2(0~500Ω,1A)
H.电池组(4.5V,0.05Ω)
I.一个开关和导线若干
(1)为了很好的完成实验,电流表应选择 _________ ,滑动变阻器应选择 _________ .(A﹣G选项)
(2)图示是用螺旋测微器得的材料电阻丝的直径,其读数为d= _________ mm.
(3)现将电流表G与电阻箱R0串联,将其改装成一个量程为4.5V的电压表,需将电阻箱R0的阻值调为 _________ Ω.请用改装完成的电压表设计一个测量电阻率的实验电路,根据提供的器材和实验需要,请将方框内的电路图补画完整.
(4)如果电阻丝的长度用L表示,电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适的位置,电流计的示数为I1,电流表的示数为I2,请用已知量和测量量(字母符号)写出计算电阻率的精确表达式ρ= _________ .
正确答案
(1)B F;(2)0.267;(3)1380;电路图见解析;(4)
试题分析:(1)电路中的最大电流约为,所以电流表应选B, 为方便操作,滑动变阻器应选择F,并采用分压式接法;(2)根据螺旋测微器读数规则可知,电阻丝的直径
;(3)电流计改装成电压表,根据串联电路知识可知,所需电阻的阻值为
,又由于待测电阻的阻值较小,故电流表采用外接法,电路设计如下图:
(4)待测电阻阻值,根据电阻定律有
,联立可解得电阻率的精确表达式
;
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.
①备有如下器材:
A.干电池1节;
B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.滑动变阻器(0~1kΩ);
D.电压表(0~3V,内阻约2kΩ);
E.电流表(0~0.6A,内阻约2Ω);
F.电流表(0~3A);
G.开关、导线若干
其中滑动变阻器应选 ,电流表选 。(只填器材前的序号)
②用实线代表导线把图甲所示的实物连接成测量电路(图中有部分线路已连好)。.
③某同学记录的实验数据如下表所示,试根据这些数据在图中画出U-I图线,根据图线, 得到被测电池的电动势E = V,内电阻r = Ω.
正确答案
(1) B E (2)
(3)E = 1.46±0.03 V r = 0.70±0.05 Ω.
(1)由于干电池的电动势只有1.5V,滑动变阻器应选B,从测量的数据可以看出电流最大只有0.57A,电流表应选E.
(2)电路图如图所示.
(3)
作出的U-I图象如图所示,从图象可以看出在U轴上的截距为1.46,即电源的电动势为1.46±0.03v.图象斜率的绝对值为:K=ΔU/ΔI=0.70Ω
某实验小组要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择: 电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)滑动变阻器R1(阻值0 ~ 200Ω)滑动变阻器R2(阻值0 ~ 10Ω)
⑴实验中为较准确测量,电流表应选 ,滑动变阻器应选 (填写器材代号);
(2)在虚线框内画出实验电路图。
(3)由正确实验操作得到的数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,将两个这样的灯泡并联后再与10Ω的定值电阻串联,接在内阻不计电动势为8V的电源上,此时通过定值电阻的电流为 A,每盏灯泡的电阻值为 Ω,每盏灯泡的功率为 W
(保留两位有效数字)
正确答案
(1) A1 ;R2
(2)
(3) 0.54 A , 9.0 , 0.66 W
试题分析:(1)由小灯泡的规格得到,所以电流表应选A1,为了调节方便滑动变阻器应选R2.
(2)小灯泡的伏安特性曲线要求电压从零开始,所以滑动变阻器要用分压接法,由小灯泡的规格得到,由题意得电压表的内阻远远大于小灯泡的电阻,所以电流表要用外接法,具体电路图见答案。
(3)
由题意画出电源的I-U图像,则图像的交点即为通过每个小灯泡的电流,由图读出IL=0.27A,则通过定值电阻的电流为,由图读出UL=2.43V,由欧姆定律
,每盏灯泡的功率为
。
点评:学生明确电流表量程的选择应由题意中计算出的电流来选择,滑动变阻器选择时主要考虑调节的方便,会分析判断滑动变阻器、电流表接入电路的接法,能运用物理图像去分析问题。
甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计G,改装成量范围是0~4V的直流电压表。
①她按图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg,其中电阻R0约为1k。为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用 ,电阻器R1应选用 ,电阻器R2应选用 (选填器材前的字母)。
A电源(电动势1.5V) B电源(电动势6V)
C电阻箱(0~999.9) D滑动变阻器(0~500
)
E电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5.1k)
F电位器(0~51k)
②该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是: , , , ,最后记录R1的阻值并整理好器材。(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)
E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半
F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R1的阻值为300.0,则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为
,该测量值 实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
④给电流计G 联(选填“串”或“并”)一个阻值为 k的电阻,就可以将该电流计G改装为量程4V的电压表。
正确答案
①BCF ②BCAE ③300 略小于 ④串 19.7
①半偏法测量表头内阻时,首先选择滑动变阻器(必须大于电路所需的最小电阻),根据电路的电压为电动势,电路的最大电流为表头的满偏电流,则最小电阻为,或
,考虑到保护电阻1kΩ,则可知调节滑动变阻器使表头满偏时滑动变阻器的阻值分别接近29kΩ或6.5kΩ,电路图中R2是滑动变阻器,不能选D和E,只能选F。表头满偏时滑动变阻器的阻值越大,实验的误差越小。所以电源选择电动势为6V的B,而且滑动变阻器F的阻值也满足调节所需。而R1是用来测量表头内阻的电阻箱,只能选C。
②实验步骤:第一步闭合S2,选B;第二步调节R2阻值使电流计满偏,选C;第三步闭合S1,选A;第四步调节R1阻值使电流计半偏,选E;第五步读出R1阻值为待测表头的内阻。
③R1的示数为待测表头的内阻是300.0Ω,闭合S1后,电路的总电阻减小,当表头半偏时干路上的电流就大于表头的满偏电流,流过电阻箱的电流就大于表头的满偏电流,所以电阻箱的阻值略小于表头的内阻。
④给表头串联一个电阻可以改装为电压表,改装后的电压表的内阻为=2.0×104Ω=20kΩ,则串联电阻的大小为20kΩ-300Ω=19.7kΩ。
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