- 交变电流
- 共2642题
某学习小组在用伏安法测定一节常用干电池的电动势和内阻的实验中,实验室备有下列器材:
E.滑动变阻器R(0—20Ω)
F.开关和导线若干
①为了达到实验目的,在下面方框中完成实验电路图。(图中电压表与定值电阻R0已连接好
②该小组同学连接好实验电路,测出七组实验数据,并利用测出的数据直接绘出了U—I图线(I为电流表的示数,U为电压表
的示数)如上图所示,若把电流表和改装后的电压表当成理想电表,则根据图线可得被测电池的电动势E= V,内阻r = Ω。
③该实验测得的电动势和内阻的值与真实值存在误差,产生误差的原因可能是_____。
正确答案
①如图所示
②1.50;1.08(在1.00~1.10范围均视为正确)
③电压表分流导致误差
①由题意可知电路应为伏安法,注意电压表改装后的电压表;
②由闭合电路欧姆定律可得出函数关系,结合数学公式可得出电动势和内电阻;
③分析电路结构,根据实际电表的内阻可分析出误差的原因.
解:①本题采用伏安法,但要注意我们用改装后的电压表测量电压;故电路如图所示
②由闭合电路欧姆定律可知,3U=E-Ir;故电动势为:E=0.5×3=1.50V;r=1.1Ω;
③由电路图可知,此处接法电压表是准确的,但由于电压表的分流,使电流表测量值小于真实值;故误差来自于电压表的分流(或电流表读数不准确,其它正确说法也可)
点评:本题中要注意图象中所示为电压表的示数,而我们实测的电压表应为并联部分的总电压,即改装后的电压的示数,应注意转化.
用伏安法测电阻,可采用图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000Ω,电流表内阻为0.5Ω.
(1)当测量100Ω左右的电阻时,宜采用 电路.
(2)现采用甲电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V、0.5 A,则此电阻的测量值为 Ω,真实值为 Ω.
正确答案
(1)甲(2)20, 19.5
略
(请在答题卡上作答)(17分)
(1)某实验小组拟用如题22图1所示装置研究滑块的运动,实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板,以及由漏斗和细线组成的单摆等。实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出的有色液体在纸带带下留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。
①在题22图2中,从 纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致。
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有: 、 (写出2个即可)。
(2)某研究性学习小组设计了题22图3所示的电路,用来研究稀盐水溶液的电阻率与浓度的关系。图中E为直流电源,K为开关,K1为单刀双掷开关,V为电压表,A为多量程电流表,R为滑动变阻器,Rx为待测稀盐水溶液液柱。
①实验时,闭合K之前将R的滑片P置于 (填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置 (填“1”或“2”)。
②在一定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如题22图4所示(不计由于通电导致的化学变化)。实验中Rx的通电面积为20 cm2,长度为20 cm,用内接法测量Rx的阻值是3500Ω,则其电阻率为 Ω·m,由图中对应曲线
(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为 %(结果保留2位有效数字)。
正确答案
(1)①B
②摆长测量、漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……
(2)①D;1
②35;1;0.011到0.014间的数据
(1)本题考查匀加速运动和单摆的运动,本题中等难度题目。要使速度和加速度方向相同,则只有B,因为B中相等时间内纸带运动的距离越来越大。用该方法测量加速度的误差主要来源有:摆长的测量。漏斗重心的变化,液体痕迹偏粗、阻力变化等。
(2)本题考查电阻率测量这个实验。闭合K之前,应将R的滑片位置置于D端,这样可保证电表的安全。用电流表外接法测电阻时,K应置于1位置。根据电阻定律得:得:
,内接法使得测量值偏大,对应的电阻值也偏大,所以对应的曲线为1,由测量得电阻率和图象可得溶液浓度约为0.011到0.014之间。
现有器材:热敏电阻RT(80Ω∽200Ω)、温度计、一杯水、电源(6V,内阻可忽略)、电流表(量程60mA,内阻约10Ω) 、电压表(量程10V,内阻约20kΩ) 、电键、酒精灯、导线若干。某同学根据现有器材设计电路探究热敏电阻RT随温度t变化的关系,并连接了部分实物,如图丙所示。
①在图丙的实物图上完成电路连线。
②用酒精灯对水加热,该同学测得不同温度下的电流和电压值。由下表数据,可计算出t =520C时RT =____Ω;
请在图丁中描出相应的点,并作出RT—t图线。
③由图线可知,热敏电阻RT阻值随温度t均匀减小,变化率为_______(保留三位有效数字)。
正确答案
①电路连线见解析。② RT=154Ω;RT—t图线见解析;③2.13 ( 2.08~2.18之间,同样给分)
试题分析:①因为,而
,故采用电压表内接电路;电路连线如图:
② t =520C时;RT—t图线见下图:
③热敏电阻RT阻值随温度t变化率为:T随温度t变化的关系.
要测量一电源的电动势E(小于3 V)和内阻r(约1 Ω),现有下列器材:电压表V(3V和15 V两个量程)、电阻箱(0~999.9 Ω)、定值电阻R0=3 Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如图甲的实验电路。
(1)电路中定值电阻R0的作用是___________________________。
(2)请根据图甲电路,在图乙中用笔画线代替导线连接电路。
(3)该同学调节电阻箱阻值R,读出对应的电压表读数U,得到两组数据:R1=2.0 Ω 时U1=2.37 V;R2=4.0 Ω时U2=2.51 V。由这两组数可求得电源的电动势为
E= V,内阻为r= Ω。
(4)为使最终测量结果更精确,在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下,请
你对该同学提一条建议 。
正确答案
(1)保护电源 防止短路
(2)
(3)2.94 1.2
(4)多测量几组数据,分别求出对应的电动势和内阻,再求电动势的平均值和内阻平均值
试题分析:(1)由于存在,不论电阻箱如何调整,电源都不会短路,
(2)连接时注意从电源正极出发连接电阻箱,定值电阻和开关,串联关系,最后再把电压表并联在电阻箱和定值电阻两端。电动势小于3v所以电压表量程选择。
(3)根据闭合回路欧姆定律有,带入数据即可得
,
,联立可解得
(10分)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻.他根据老师提供的以下器材画出了如图所示的原理图.
A.电压表V(15V,10kΩ)
B.电流表G(量程3.0mA,内阻Rg为10Ω)
C.电流表A(量程0.6A,内阻约为0.5Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)
E.滑动变阻器R2(0~100Ω,1A)
F.定值电阻R3=990Ω
G.开关S和导线若干
(1)该同学没有选用电压表是因为________;
(2)该同学将电流表G与定值电阻R3串联,实际上是进行了电表的改装,则他改装的电压表对应的量程是________V;
(3)为了能准确地进行测量,同时为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材前的字母编号);
(4)该同学利用上述实验原理图测得以下数据,并根据这些数据绘出了如上图所示的图线,根据图线可求出干电池的电动势E=________V(保留3位有效数字),干电池的内阻r=________Ω(保留2位有效数字).
正确答案
(1)量程太大 (2)0-3V (3)D (4)1.47 0.82
试题分析:(1)测量一节干电池的电动势大约在1.5v左右,而电压表的量程却达到0到15v,读数不到刻度盘十分之一,无法准确读数。
(2)电流表G与定值电阻R3串联,串联后的最大电压所以改装的电压表量程是0—3v
(3)由于电源电压只有1.5v左右,若选用滑动变阻器R2(0~100Ω,1A),电流最小只会有远小于电流表量程,读数不准确,所以选择较小的滑动变阻器R1(0~20Ω,10A)。
(4)改装后电压表示数,根据路端电压和电流的关系有
图像纵轴截距即为电动势所以电动势
斜率即内阻
市场上有一种用两节干电池供电的小型电风扇。某物理研究小组想粗测电风扇正常运转时电能转化为机械能的效率。于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压,但是其它字迹看不清楚。该研究小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池,并从电风扇装电池处两端各接出一条引线,手边提供的器材有电流表,电压表,滑动变阻器,备用电池若干节,电键,若干导线,固定电池的电池盒。
(a)该小组进行了如下的部分实验步骤,请写出第三步实验过程.
①按事先设计的电路连接各元件,并使滑片处于使电路电阻最大处
②合上开关,使滑片从最左端开始缓慢移动,使电压表和电流表都有明显的读数,但电风扇并未转动,读出此时的电压表和电流表读数U0.I0
③
④用测量的量表示出电动机正常运转时的效率的表达式 。
(b)按上述实验过程,本实验的电路图应选择 (填“甲”或“乙”) .
正确答案
(3)调节滑动变阻器,使电压表读数为,读出电流表读致为
;(3分)
(4)(3分) (b) 甲 (2分)。
略
I.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材:
A.小电珠(3.8 V,1.5 W)
B.直流电源(电动势4.5 V,内阻约0.4 Ω)
C.电流表(量程0~500 mA,内阻约0.5 Ω)
D.电压表(量程0~5 V,内阻约5000 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器R2(0~5K Ω,额定电流1 A)
G.开关一个,导线若干
如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的________,应选用的滑动变阻器是________.
II.在验证动量守恒定律实验中,同学们不仅完成了课本原来的实验,还用相同的器材进行多方面的探索及尝试。下面是甲、乙两组同学的实验,请回答相关的问题:
甲组同学采用如图1所示的装置,由斜槽和水平槽构成。将复写纸与白纸铺在水平放的木板上,重垂线所指的位置为O。实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作多次,得到多个落点痕迹平均位置P;再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让a球仍从固定位置由静止开始滚下,与b球发生对心正碰,碰后a球不被反弹。碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N.
(1)若a球质量为m1,半径为r1;b球质量为m2,半径为r2. 则
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1
C.m1>m2 r1=r2 D.m1
(2)以下提供的器材中,本实验必需的有
A.刻度尺 B.打点计时器
C.天平 D.秒表
(3)设a球的质量为m1,b球的质量为m2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为(用m1、m2、OM、OP、ON表示)
乙组同学误将重锤丢失,为了继续完成实验则将板斜放,上端刚好在槽口抛出点,标记为O.板足够长小球都能落在板上,如图2,采用甲组同学相同的操作步骤完成实验。
(4)对该组同学实验的判断正确的是
A.乙组同学无法完成验证动量守恒定律
B.秒表也不是乙组同学的必需器材
C.乙组同学必须测量斜面倾角θ
D.图2中N为b球碰后落点
(5)设a球的质量为m1,b球的质量为m2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为 。
(6)如果a,b球的碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 。 (要求第(5) (6)结论用m1、m2、OM、OP、ON表示)
正确答案
I.丙 E(R1)
II.(1)C (2)AC (3) (4) BD (5)
(6)
试题分析:I.电压应从0开始,因此滑动变阻器应该用分压接法,选用最大阻值较小的滑动变阻器,所以把甲乙去掉, 由于,电流表分压明显,所以用外接法,选丙图。
II.对于甲组,为了减小误差,两球半径相等,为了不反弹,m1>m2,本实验还需要天平和刻度尺分别测出两球的质量和落地点到点O的距离。由于落地时间相同,由动量守恒得 。
对于乙组,由动量守恒,得
所以
如果碰撞是弹性碰撞,则有 ,所以
(14分)为了较准确地测量一只微安表的内阻,采用图所示实验电路图进行测量,实验室可供选择的器材如下:
E.电源(电动势为2V,内 阻不 计)
F.保护电阻R0(阻值为120Ω)
①实验中滑动变阻器应选用_____(填“C”或“D”);
②按照实验电路在图所示的方框中完成实物图连接。
③实验步骤:
第一,先将滑动变阻器的滑片移到最右端,调节电阻箱的阻值为零;
第 二 ,闭合开关S,将滑片缓慢左移,使微安表满偏;
第三,保持滑片不动,调节R的电阻值使微安表的示数正好是满刻度的2/3时,此时接入电路的电阻箱的
示数如图所示,阻值R为______Ω。
第四,根据以上实验可知微安表内阻的测量值RA为_______Ω
④若调节电阻箱的阻值为时,微安表的示数正好是满刻度的1/2,认为此时微安表内阻就等于
0则此时微安表内阻的测量值
与微安表的示数正好是满刻度的2/3时微安表内阻的测量值RA相比,更接近微安表真实值的是______。(填“
”或“RA”)
正确答案
①C ②实物图补画见下图(红线)③145.5 , 291 ④RA
试题分析:①本实验采用的是半值法测电阻,在改变的阻值时,要尽量保证
与微安表两端的总电压保持不变,由于微安表的阻值较大,约300Ω,则要求滑动变阻器右端的阻值尽可能小,故选C项;②实物图要注意分压式的连接方式;③读数时要注意倍数,保持滑片不动,调节R的电阻值使微安表的示数正好是满刻度的2/3,故此在滑动电阻器两端的电压保持不变,所以
,解得
;④设电阻箱的阻值为R,微安表的内阻为Rg在调节电阻箱电阻
时,当微安表的电流变为原来的
时,有
(R+Rg)=
,当微安表的示数正好是满刻度的2/3时,有
,由此看出电流调小时,电阻增大,电阻箱和微安表的总电阻增大,该部分分压增大,误差增大,所以微安表的示数正好是满刻度的2/3时微安表内阻的测量值RA更接近微安表真实值。此问属于误差原理的分析,较难理解,学生也较难掌握。
某同学测量一只未知阻值的电阻如图所示。
(1)他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图甲所示。请你读出其阻值大小为_____________(2分)。为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?答:_______________________________________(4分)。
(2)若该同学再用“伏安法”测量该电阻,所用器材如图9乙所示,其中电压表内阻约为5kΩ,电流表内阻约为5Ω,变阻器阻值为50Ω。图中部分连线已经连接好,为了尽可能准确地测量电阻,请你完成其余的连线。(2分)
(3)该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后,测得的电阻值将________________(2分)(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值。
正确答案
(1)1000Ω,测量完毕将选择开关打到“OFF”挡。(2)
(3)大
试题分析:(1)1000Ω。将选择开关打到“×100”挡;将两表笔短接,调节调零旋钮,进行欧姆挡调零;再将被电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数;测量完毕将选择开关打到“OFF”挡。
(2)因为,则采用电流表内接法.又变阻器最大电阻远小于待测电阻,故变阻器采用分压式接法.根据这两点连接线路,如图.。
(3)由于电流表的分压,Rx的电压测量值比真实值大,根据,则电阻测量值比真实值大,实际测量的是电阻与电流表串联的阻值.
点评:本题考查设计电路的能力,可先画出电路图,然后连接实物图.
采用“伏安法”测电阻,无论是“安培表外接”还是“安培表内接”都会出现系统误差,为此某同学采用如右图所示电路测定待测电阻Rx的阻值。实验器材如下:
电池组E,电动势为4.5 V,内阻很小; 电压表V,量程3 V,内阻约3 kΩ;
电流表A,量程2 mA,内阻约50Ω; 滑动变阻器R,阻值范围0~20Ω;
Rx是待测电阻,阻值约3kΩ;开关S1、S2,导线若干。
①请根据电路图,将实验器材连接成实验电路(图中部分电路已连接)。
②闭合开关前,先将滑动变阻器的滑动端置于电路图中的 端(填a或b),然后闭合开关S1、S2,适当调节滑动变阻器R,记下电流表和电压表的示数I1、U1;再断开开关S2,记下电流表和电压表示数为I2、U2。则被测电阻Rx= (用电表的示数表示);
③你认为上述实验能否消除系统误差: (填“能"或“不能”)。
正确答案
①(4分)见图②(2分)a端;(3分)③(2分)能
试题分析:①见下图
②为了保护电路,在闭合开关前滑动变阻器应处于a端;
③该实验避免了电压表的分流,所以可以避免系统误差,
点评:做本题的关键是理解如何消除实验系统误差的
在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中,已连接好部分实验电路。
(1)按如图甲所示的电路图连好实验电路。为避免烧坏电流表,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填“左”或“右”)
(2)如图是根据实验数据作出的U-I图像,由图可知,电源 的电动势E= V,内阻r= Ω。
(3)在其他操作规范的情况下,该实验误差产生的主要原因是 ,测得电源的电动势 。(填“偏大”或“偏小”)
正确答案
(1)左
(2)2.94~2.97V 0.70~0.74Ω
(3)伏特表内阻分流;偏小
试题分析:(1)闭合开关前应让电路中的电流最小,使滑动变阻器的接入电路的电阻最大,所以闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于左端;
(2)U–I图像的图线延长线与U轴的交点即为电动势E,E=2.94~2.97V;图线斜率的值即为电源的内阻r,即Ω
(3)在其他操作规范的情况下,该实验误差产生的主要原因是电压表的分流作用,由于电压表的分流作用测得电源的电动势偏小。
点评:中等难度。本实验的误差主要来自电压表的分流.在画图线时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧.个别偏离直线太远的点舍去不予考虑.这样,就可使偶然误差得到部分的抵消,从而提高测量精度.此题图线与横轴交点不表示短路电流,计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点,用
计算出电源的内电阻。
(1)(3分)某同学为探究电阻Rx的伏安特性曲线,他将Rx先后接入图中甲、乙所示电路,已知两电路的路端电压恒定不变,若按图甲所示电路测得电压表示数为6V,电流表(内阻较小)示数为2mA,那么按图乙所示电路测得的结果应有 ( )
(2)(4分)接着该同学又用多用电表粗侧其电阻,表盘刻度如图所示,在进行了机械调零后,为了使测量比较精确,你认为他应选的欧姆档是_________(选填“×10”、“×100”或“×1K”).选好欧姆档后,他还必须进行 才能进行测量。
(3) (6分)该同学着手测量Rx的电压和电流,以便绘出Rx伏安特性曲线。你认为他使用的电路中的测量部分应该选用第(1)问中甲、乙所示电路中的 电路。为了准确绘伏安特性曲线,特意为他提供一个最大阻值为50Ω的滑动变阻器R以接入电路的控制部分,你认为他应该接成 (填“限流接法”或“分压接法”),并将电路补充完整。
正确答案
(1)D (3分)
(2)×100 电阻调零 (每空2分共4分)
(3) 甲 分压接法 (每空2分、连线2分共6分)
(1)电压表测量的是Rx与电流表的电压之和,电流表测量的是电压表和Rx的电流之和,D对;(2)指针应该只在中间附近最准确,电阻大约为3000Ω,所以换用抵挡,×100 (3)采用分压接法最好
某同学利用甲图所示电路测量一电源的电动势E和内阻r,该同学测得数据如下表。完成以下各小题
(1)请根据表中数据在乙图中作出U—I图线
(2)根据所作图像可求出该电源电动势E= V; r= Ω。
正确答案
(1)U—I图如图
(2)E=6V,r=4Ω
试题分析:根据表中数据可以做出外电压和电流的关系图线知,当外电路断路时,I=0,U=E;图线的斜率表示内阻.
根据所作图像可求出该电源电动势E="6V;" r=4Ω
点评:解决本题的关键掌握不同方法测量电源电动势和内阻的原理,而且都可以用图象法去分析数据.
某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精确地测量一只电阻的阻值(约几千欧)
E.最大阻值为5000 Ω的滑动变阻器
F.最大阻值为100 Ω的滑动变阻器
(1)以上器材应选用 (填字母),并在下面的方框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图.
(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为 Ω.
(3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之一处,则此电阻的阻值约为 Ω.
(4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且仍然能正常调零,这将导致测量的结果 .(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
正确答案
(1) ADE
(2)2977 6000
(4)准确
试题分析:(1)欧姆表需要电源,内阻很小的表头,可调节的电阻,所以选ADE
(2) 欧姆表调零后,电流计正好处于满偏状态,所以电路中的电流,故此时电路总电阻为
,所以
,所以:
(3)指针指在满偏电流的三分之一处,所以
(4)虽然电源电阻变大,但是由于可以调零,所以相当于改变了滑动变阻器,故不影响测量值,
点评:做本题的关键是理解欧姆表的工作原理
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