内容正文:
专题13 电学实验
1、(2024·淄博市高考二模)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路原理图,在答题卡上的图乙中连接实物图______,并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻代替,结果发现表针指在b位置,则______;
(3)该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为,2、3之间的电阻为,1、3之间的电阻为,在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式(一种即可)______。
2、(2024·枣庄市高考二模)某实验小组设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势和内阻,实验所用器材如下:
A.待测电源(电动势E约为3V,内阻r约为2Ω)
B.电流表(量程为0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电压表(量程为3V,内阻约为3kΩ)
D.滑动变阻器(最大电阻为20Ω、额定电流为1A)
E.定值电阻(阻值为5Ω)
F.开关与导线若干
请回答下列问题:
(1)实验中定值电阻的作用是______;
(2)将滑动变阻器的滑片移至阻值最小处,闭合开关S后,发现电压表指针偏转角度很小,该小组同学随即改变滑片位置使滑动变阻器接入电路的阻值增大,发现电压表指针偏转角度仍然很小,接着他又将电压表的b接线柱处导线拆下,依次与c、d、e三个接线柱进行试触,发现试触c、d时,电压表无示数,试触e时电压表示数接近满偏,可以判断电路存在的故障是______;
(3)该小组同学排除故障后按规范操作继续进行实验,闭合开关S后,改变滑动变阻器滑片位置,记录若干组电压表示数U和对应的电流表示数I,根据记录的实验数据作出U﹣I图像,如图乙所示,由图像可得,电源的电动势E=______,内阻r=______;(用、、表示)
(4)在滑动变阻器滑片从左向右缓慢滑动的过程中,测得若干组U、I值,从测得的第一组数据开始,若依次选用两组连续的U、I值计算电源电动势和内阻,则测得的电动势和内阻的测量误差______(选填“越来越大”“越来越小”或“不变”)。
3、(2024·临沂18中高三4月月考)一热敏电阻阻值随摄氏温度变化满足,某实验小组利用此热敏电阻及其它元件制作了一个电子温度计。其电路如图甲所示,电路中所使用其它器材如下:
定值电阻(阻值为10.0Ω)
电阻箱(阻值为0~100.0Ω)
毫伏表(量程为200mV,内阻非常大)
电源(电动势为1.5V,内阻不计)
开关、导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路补充完整;( )
(2)为使毫伏表零刻度线对应0℃,则电阻箱的阻值应调节为______;
(3)改装后该温度计的刻度线是否均匀______(选填“是”或“否”);
(4)该温度计所能测量的最高温度为______℃。
4、(2024·济南长清中学4月期中)某实验小组要测量定值电阻的阻值。
(1)先用多用电表粗测。当用电阻“×100”挡时,发现指针在如图甲中的a位置进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲中的b所示,其阻值约为_____
(2)为了更精确地测量定值电阻的阻值,将多用电表的选择开关调至如图乙所示的位置,实验室还提供了下列器材:
干电池E(电动势,内阻未知):
定值电阻(阻值为);
滑动变阻器R(最大阻值足够大);
开关S,导线若干。
测量电路如图丙所示。
①断开开关。连接电路,多用电表的红表笔接在______(填“1”或“2”)端。
②将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的处:再断开开关,保持滑片的位置不变。用替换,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的处。则的测量值为______。
③本实验中电池内阻对的测量值______(填“有”或“无”)影响。
5、(2024·潍坊市高考二模)小明同学是一名山地车骑行爱好者,为了夜间骑行安全,他网购了一个太阳能山地车尾灯(如图甲所示)。好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开,发现了可为内部一组镍氢电池组充电的光伏板。小明同学想测量该光伏板的电动势(电动势约为4V)及其内阻,于是他从实验室借到了以下器材:
A.电压表V(量程0~3V,内阻为3KΩ)
B.毫安表A(量程0~100mA,内阻很小)
C.滑动变阻器R(0~500Ω)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.开关、导线若干
(1)小明设计了如图乙所示的电路,为了精确测量电路电压,则与电压表串联的定值电阻为________(选填“”或“”);
(2)给光伏板一定的光照进行实验,将电压表的读数记为U,毫安表的读数记为I,通过改变滑动变阻器的阻值,测得多组U、I值,根据记录的实验数据做出图像如图丙所示,通过图像可得光伏板的电动势_______V,图中线性段时光伏板的内阻_______;(结果保留2位有效数字)
(3)将一个50Ω的定值电阻与光伏板串联,保持光照条件不变,则该定值电阻消耗的功率________W。(结果保留2位有效数字)
6、(2024·广饶县一中高考二模)某实验小组为了制作一个具有两个倍率的简易欧姆表,他们从实验室中找到了如下器材:
一节干电池(内阻不计)
一个微安表(量程2000µA,内阻不明)
两个电阻箱R1(0~999.9Ω)和R2(0~99.9Ω)
红、黑表笔各一个,开关一个,导线若干
(1)为了确定干电池的电动势,实验小组设计了如图甲所示的实验电路,调节R1,当微安表示数分别为1200µA和1600µA时,R1的示数分别为650.0Ω和337.5Ω,则干电池的电动势为__________V。(保留1位小数)
(2)欧姆表的设计电路如图乙所示,a、b两点接红、黑表笔,a点应接__________(填“红表笔”或“黑表笔”)。
(3)开关断开时电路为“×100”倍率的欧姆表。两表笔短接,调节R1使微安表指针达到满偏,在红、黑表笔间接入未知电阻,微安表指针指在1000µA处,则未知电阻的阻值为__________Ω,1000µA刻度线应标注的刻度值为__________。
(4)闭合开关,在保证刻度线的值相同的情况下,欲使欧姆表倍率变为“×10”,电阻箱R2的阻值应调为__________Ω。(保留1位小数)
7、(2024·泰安市高考二模)某实验兴趣小组在测量某干电池电动势和内阻时,为了消除电表内阻造成的系统误差设计了如图甲所示的实验电路,定值电阻。
(1)实验操作步骤如下:
①按照图甲所示的电路图,连接实验器材;
②将滑动变阻器滑到最大阻值位置;
③将单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组电流表、电压表示数,断开开关;
④将滑动变阻器滑到最大阻值位置;
⑤单刀双掷开关S与2接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组电流表、电压表示数,断开开关;
⑥分别作出两种情况所对应的图像如下图乙、图丙所示。
(2)单刀双掷开关S与2接通时,对应的图像是上图的_______(填“乙”或“丙”),利用此图测得电源内阻与真实的电源内阻的关系是:_______(填“>”“=”或“<”)。
(3)根据图乙、图丙求得电源电动势________V,内阻_______(结果均保留两位小数)
8、(2024·日照市高考二模)某物理学习小组为了测量电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。器材如下:
A.待测电源(电动势E、内阻r)
B.电流表(量程1A、内阻)
C.电流表(量程6mA、内阻)
D.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
E.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
F.开关S和导线若干
实验步骤如下:
(1)将实验器材连接成如图甲所示的电路,要将电流表改装成量程为6V的电压表,需要将电阻箱的阻值调为_________Ω;
(2)调节电阻箱的阻值,读出电流表和的示数和,多次改变电阻箱的阻值,以为横坐标、为纵坐标画出图线如图乙所示,根据图线可求出待测电源的电动势_________V,内阻_________Ω;
(3)通过本实验测得电源内阻的测量值_________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
9、(2024·青岛市高考二模)利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);
F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻_________(用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为_________,则改装后的电流表实际量程为_________mA。
10、(2024·临沂市高考二模)我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时,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板在没有光照时(没有储存电能)的特性。所用的器材包括:太阳能电池板,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。该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的图像。
(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图____(填“a”或“b”)。
(2)已知电压表V的量程为,内阻为,若要将该电压表改装成量程为的电压表,该电表需串联一个____的电阻。
(3)太阳能电池板作为电源,在一定光照强度下其路端电压与总电流的关系如图丙所示,把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,该电源的效率是____%。(结果保留三位有效数字)
(4)太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的伏安特性曲线如图乙所示。太阳能电池板没有光照时(没有储存电能)其电阻用符号表示,将同规格的电池板接入电路如丁图所示,已知电源电动势,内阻,可得电池板消耗的功率___(保留三位有效数字)。
11、(2024·聊城市高考二模) “饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”,醉驾标准是“酒精气体浓度”。
提供的器材有:
二氧化锡半导体型酒精传感器;
直流电源(电动势为4V,内阻不计);
一只电压表(量程为3V,内阻非常大,作为浓度表使用);
电阻箱(最大阻值为999.9Ω);
定值电阻R1(阻值为50Ω);
定值电阻R2(阻值为10Ω);
单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)电路中R应选用定值电阻_________(填“R1”或“R2”);
(2)为便于识别测试结果,按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为_________Ω,然后开关接2,将电压表此时指针对应的刻度线标记为;
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”,此浓度表刻度线上的浓度值是_________(填“均匀”或“不均匀”)变化的。
③将开关接另一端,测试仪即可正常使用。
(3)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,则酒精浓度测量结果_________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
12、(2024·济宁市高考二模)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下:
i.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。
ii.将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向,再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
iii.经分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向___________(填“相同”或“相反”)。
②关于该实验,下列说法正确的是___________。
A.只有磁铁N极向下插入螺线管,灵敏电流计指针才会向右偏转
B.将磁铁的S极向下插入螺线管时,灵敏电流计指针向右偏转
C.将磁铁的S极向下插入螺线管时,灵敏电流计指针向左偏转
D.将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越大
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针向左偏转,则保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,则电流计指针___________(填“向左”、“向右”或“不”)偏转。
②实验结束后,某同学在开关还没断开,A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下,直接用手去拆除某螺线管处的导线,突然被电击了一下,则该同学被电击是在拆除___________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
13、(2024·菏泽市高考二模)智能手机中大都配置有气压传感器,某种气压传感器主要传感元件是一个对气体压强敏感的薄膜,它连接一个柔性电阻器,当气压传感器所处环境气压变化时,这个薄膜变形,柔性电阻器的阻值也随之发生变化。已知某气压传感器的阻值变化范围为一百欧姆到几百欧姆,某实验小组在室温下用伏安法探究其阻值随气压p变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:
A.气压传感器,一个标准大气压下阻值约为200Ω
B.直流电源,电动势6V,内阻不计
C.电流表量程为50mA,内阻不计
D.电流表量程为150mA,内阻不计
E.电压表V,量程为3V,内阻为3kΩ
F.定值电阻
G.滑动变阻器R,最大电阻值约为20Ω
H.开关S与导线若干
(1)请根据给定的实验器材在虚线框内画出实验电路图______,在图上标注出元件符号(R、、V、或)
(2)将实物连线图补充完整______。
(3)当气压传感器所处环境气压为p时,闭合开关S,测得两个电表读数分别为U和I,则气压传感器的阻值______。
(4)改变环境压强p的大小,测得不同的值,绘成图像如图所示,由图可得阻值和压强p的函数关系式为______Ω。
14、(2024·山东省百师联盟二轮复习联考二)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个,与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”,主要步骤如下:
(1)利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下:
压敏电阻两个
电源(电动势E=12V,内阻不计)
电流表G1(量程10mA,内阻Rg1=200Ω)
电流表G2(量程50mA,内阻Rg2约为100Ω)
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2(最大阻值为150Ω)
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值,导线c端应与______(选填“a”或“b”)点连接。
②首先测量R0的数值,正确连接电路,使压敏电阻上的压力F=0,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1,可知R0=______(用字母I1、I2、Rg1、R1表示)。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
(2)“可自动注水储水池”的电路如图丁所示,RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时,继电器的衔铁将被吸合,与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知,压敏电阻应选择______(选填“m”或“n”),水位上升时,保护电阻RA的电功率会______(选填“变大”或“变小”)。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量,可将保护电阻RA的阻值______(选填“变大”或“变小”)。
15、(2024·山东省高三二轮复习检测)李华同学查阅资料:某金属在内电阻值与摄氏温度的关系为,其中为该金属在0℃时的阻值,为温度系数(为正值)。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻和值。可提供的实验器材有:
A.干电池(电动势约为,内阻不计)
B.定值电阻(阻值为)
C.定值电阻阻值为)
D.滑动变阻器(阻值范围)
E.滑动变阻器(阻值范围)
F.电流计(量程,内阻约)
G.电阻箱(最大阻值为)
H.摄氏温度计
I.沸水和冷水各一杯
J.开关两个及导线若干
请回答下列问题:
(1)滑动变阻器应选用__________(选填“”或“”),开关闭合前,滑动变阻器的滑片移到__________(选填“”或“”)端。
(2)将电阻箱的阻值调为,闭合开关,读出电流计的示数,再闭合开关,调节电阻箱的阻值,直至闭合前、后电流计的示数没有变化,此时电阻箱的示数为,则电流计的内阻为__________。
(3)利用上述电流计及电路测量该金属的电阻和值的步骤如下:
①断开开关、,将取下换成该金属电阻,并置于沸水中;
②闭合开关,读出电流计的示数;闭合开关,调节电阻箱的阻值,直至闭合开关前、后电流计的示数没有变化,记下此时电阻箱的示数和温度;
③多次将冷水倒一点到热水中,重复步骤②,可获得电阻箱的示数和温度的多组数据.
(4)以电阻箱的示数为纵轴,温度为横轴,作出图像如图乙所示,则该金属电阻在0℃时的阻值为__________,温度系数为__________。(结果用表示)
16、(2024·德州市高考二模)某实验小组要测量一未知电源的电动势和内阻。准备的器材有:
毫安表(量程0~100mA,内阻4Ω);
电阻箱R(最大阻值99.9Ω);
一个开关和若干导线。
(1)由于毫安表的量程较小,考虑安全因素,该实验小组决定将其量程扩大到0~500mA,还需一个阻值为______Ω的定值电阻,并将该定值电阻与毫安表______(选填“并联”或“串联”)。
(2)请图甲虚线框内将实物图连接完整______。
(3)实验中多次改变电阻箱的阻值R并记录相应通过毫安表的电流I,得到多组数据后描点作出图像如图乙所示,则该电源的电动势______V,内阻______Ω。(结果均保留两位有效数字)
17、(2024·新泰中学高考二模) 某实验小组要测量一段电阻丝的电阻率,实物连线如图1所示。电阻丝的电阻未知,定值电阻的阻值为,电压表均可视为理想电表。实验过程中电压表实际电压不会超过电压表量程。
(1)根据实物连线图在虚线框中画出相应的电路图(电压表符号旁标注甲、乙);
(2)在电阻丝接入电路前,用多用表的欧姆挡粗测的阻值:将选择开关置于“×10”挡位,调零后把两表笔与电阻丝两端相连,发现多用表指针偏转过大,此时应该换用______挡位,再次调零后测量结果如图2所示,则欧姆表读数为______(保留2位有效数字);
(3)实验过程中,多次调节滑动变阻器,发现电压表甲、乙读数总是成正比例变化,即(k已知),则被测电阻测量值为______(用已知量字母表示);
(4)用米尺测得电阻丝的长度为L,用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d,则电阻丝的电阻率测量值______(用已知量字母表示)。
18、(2024·山东名校考试联盟高考二模)某同学利用如下器材,采用图甲所示电路测量某金属材料的电阻率。
A.待测金属丝(电阻约为)
B.毫米刻度尺
C.螺旋测微器
D.电流表(,约为)
E.毫安表(,)
F.定值电阻
G.滑动变阻器(,)
H.蓄电池(,最大电流,内阻很小)
(1)按图甲所示电路,在图丙实物图上,用笔画线代替导线,进行实物图连接____。
(2)该同学改变滑动变阻器的滑片位置,测得多组电流表、的值、。以为横坐标,为纵坐标,绘得图像如图乙所示,则金属丝的电阻____,金属的电阻率为____。(结果用金属丝长度L、金属丝直径d和图乙中的a、b表示)
19、(2024·泰安市高考三模)某实验小组想精准测量一段粗细均匀。长度为L=1m合金丝的电阻率,该实验小组想用如图甲所示的电路测量合金丝的阻值,实验室提供的实验器材有:
A.电源(电动势约为3V,内阻不计)
B.电流表A1(0~100mA,内阻为20Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻为10Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻约为2kΩ)
E.电压表V2(0~15V,内阻约为10kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω)
G.滑动变阻器R2(0~20Ω)
H.开关、导线若干
(1)为了多测量几组实验数据并尽可能准确地测量合金丝的阻值,电流表应选用________,电压表选用________,滑动变阻器选用________;(均填实验器材前的字母序号)
(2)正确连接电路,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电流表的示数I和对应的电压表示数U,并描绘出合金丝的伏安特性曲线如图乙所示,可知合金丝的阻值为________Ω(结果保留3位有效数字);
(3)用螺旋测微器测量合金丝的直径结果如图丙所示,则合金丝的直径为________mm;
(4)最终算得合金丝的电阻率约为________Ω·m(结果保留3位有效数字)。
20、(2024·山师大附中高考5月模拟)利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值为5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);
F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻_________(用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为_________,则改装后的电流表实际量程为_________mA。
试卷第4页,共5页
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!3
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题13 电学实验
1、(2024·淄博市高考二模)某同学为了研究欧姆表的改装原理和练习使用欧姆表,设计了如下实验。利用一个满偏电流为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表,其电路原理图如图甲所示。
(1)请根据图甲中的电路原理图,在答题卡上的图乙中连接实物图______,并正确连接红、黑表笔。使用时进行欧姆调零发现电流表指针指在如图丙所示位置,此时应将滑动变阻器的滑片P向______(选填“上”或“下”)移动;
(2)将单刀双掷开关S与2接通后,先短接,再欧姆调零。两表笔再与一电阻连接,表针指向表盘中央图丁中的a位置处,然后用另一电阻代替,结果发现表针指在b位置,则______;
(3)该同学进一步探测黑箱问题。黑箱面板上有三个接线柱1、2和3,黑箱内有一个由三个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2之间的电阻为,2、3之间的电阻为,1、3之间的电阻为,在答题卡图戊所示虚线框中画出黑箱中的电阻可能的连接方式(一种即可)______。
【答案】(1) ①. ②. 上 (2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
[1]由多用电表红黑表笔的特点,红黑表笔的电流“红入黑出”,B点接红表笔,A点接黑表笔,按照电路图连接实物图如下
[2] 电表调零时,红黑表笔短接,电流表应达到最大值,需要调节滑动变阻器滑片,使电流表指针满偏,当电流表电流增大时,由欧姆定律可得,电流表两端电压
增大,不变时,电流表两端电压增大。由并联电路特点知,、两端的总电压也等于,通过、的电流
增大时,也增大,电路中总电流
电路总电流增大,由闭合电路电压特点可得,滑动变阻器和电源内阻的总电压
滑动变阻器和电源内阻总电压减小,又有欧姆定律可得滑动变阻器和电源内阻的总电阻
由以上可知滑动变阻器和电源内阻的总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑动变阻器滑片向上移动。
【小问2详解】
由欧姆表电路的特点及闭合电路的欧姆定律得,当红黑表笔短接时
当电流表处于a、b两位置时
将、、带入以上三式解得
【小问3详解】
由题意可得1、3之间的电阻可为1、2和2、3之间电阻的串联值,所以第一情况:1、2之间接一个电阻,2、3之间接两个电阻串联。
所以第二情况:1、2之间接两个电阻并联,2、3之间接一个电阻。
2、(2024·枣庄市高考二模)某实验小组设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势和内阻,实验所用器材如下:
A.待测电源(电动势E约为3V,内阻r约为2Ω)
B.电流表(量程为0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电压表(量程为3V,内阻约为3kΩ)
D.滑动变阻器(最大电阻为20Ω、额定电流为1A)
E.定值电阻(阻值为5Ω)
F.开关与导线若干
请回答下列问题:
(1)实验中定值电阻的作用是______;
(2)将滑动变阻器的滑片移至阻值最小处,闭合开关S后,发现电压表指针偏转角度很小,该小组同学随即改变滑片位置使滑动变阻器接入电路的阻值增大,发现电压表指针偏转角度仍然很小,接着他又将电压表的b接线柱处导线拆下,依次与c、d、e三个接线柱进行试触,发现试触c、d时,电压表无示数,试触e时电压表示数接近满偏,可以判断电路存在的故障是______;
(3)该小组同学排除故障后按规范操作继续进行实验,闭合开关S后,改变滑动变阻器滑片位置,记录若干组电压表示数U和对应的电流表示数I,根据记录的实验数据作出U﹣I图像,如图乙所示,由图像可得,电源的电动势E=______,内阻r=______;(用、、表示)
(4)在滑动变阻器滑片从左向右缓慢滑动的过程中,测得若干组U、I值,从测得的第一组数据开始,若依次选用两组连续的U、I值计算电源电动势和内阻,则测得的电动势和内阻的测量误差______(选填“越来越大”“越来越小”或“不变”)。
【答案】(1)保护电路 (2)滑动变阻器短路 (3) ①. ②. (4)越来越小
【解析】
【小问1详解】
实验中定值电阻的作用是保护电路;
【小问2详解】
将滑动变阻器的滑片移至阻值最小处,闭合开关S后,发现电压表指针偏转角度很小,该小组同学随即改变滑片位置使滑动变阻器接入电路的阻值增大,发现电压表指针偏转角度仍然很小,说明滑动变阻器以及电流表两端电压之和很小,即电阻很小;接着他又将电压表的b接线柱处导线拆下,依次与c、d、e三个接线柱进行试触,发现试触c、d时,电压表无示数,说明滑动变阻器两端电压为零,可能是滑动变阻器短路,试触e时电压表示数接近满偏,进一步判断是滑动变阻器短路,即可以判断电路存在的故障是滑动变阻器短路。
【小问3详解】
[1][2]根据
结合图像可得
可得
【小问4详解】
该实验的误差来自电压表的分流作用;在滑动变阻器滑片从左向右缓慢滑动的过程中,滑动变阻器的阻值越来越小,回路电流越来越大,而此时电压表的分流比例越来越小(短路时电压表不再分流),则根据相邻两组U、I的值测得的电动势和内阻值误差越来越小。
3、(2024·临沂18中高三4月月考)一热敏电阻阻值随摄氏温度变化满足,某实验小组利用此热敏电阻及其它元件制作了一个电子温度计。其电路如图甲所示,电路中所使用其它器材如下:
定值电阻(阻值为10.0Ω)
电阻箱(阻值为0~100.0Ω)
毫伏表(量程为200mV,内阻非常大)
电源(电动势为1.5V,内阻不计)
开关、导线若干。
(1)请根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线,将图乙所示的实物电路补充完整;( )
(2)为使毫伏表零刻度线对应0℃,则电阻箱的阻值应调节为______;
(3)改装后该温度计的刻度线是否均匀______(选填“是”或“否”);
(4)该温度计所能测量的最高温度为______℃。
【答案】 ①. ②. 20 ③. 否 ④.
【解析】
(1)[1] 图甲的电路为电桥法测电阻,实物连线如图所示
(2)[2]当毫伏表为0V时,电桥的电阻之比相等,有
而温度为0℃时,,可解得
(3)[3]电动势为1.5V,内阻不计,则电桥上的电压表的示数为
因电压表的示数与温度为非线性函数关系,则电阻改为温度计的刻度线是不均匀的;
(4)[4]随着温度的升高,电压表的电压逐渐增大,因,代入到函数表达式可得最高温度为
4、(2024·济南长清中学4月期中)某实验小组要测量定值电阻的阻值。
(1)先用多用电表粗测。当用电阻“×100”挡时,发现指针在如图甲中的a位置进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图甲中的b所示,其阻值约为_____
(2)为了更精确地测量定值电阻的阻值,将多用电表的选择开关调至如图乙所示的位置,实验室还提供了下列器材:
干电池E(电动势,内阻未知):
定值电阻(阻值为);
滑动变阻器R(最大阻值足够大);
开关S,导线若干。
测量电路如图丙所示。
①断开开关。连接电路,多用电表的红表笔接在______(填“1”或“2”)端。
②将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端。将定值电阻接入电路,闭合开关,调节滑片位置,使电流表指针指在满刻度的处:再断开开关,保持滑片的位置不变。用替换,闭合开关后,电流表指针指在满刻度的处。则的测量值为______。
③本实验中电池内阻对的测量值______(填“有”或“无”)影响。
【答案】 ①. 120 ②. 2 ③. 125 ④. 无
【解析】
(1)[1]当用电阻“×100”挡时,发现指针在如图甲中的a位置,说明所选倍率偏大,所以换用较小倍率,故正确操作后,选用的是“×10”挡,可知指针静止时位置如图甲中的b所示,其阻值约
12.0×10Ω=120Ω
(2)[2]根据“红入黑出”,多用电表的红表笔应该接在2端;
[3]根据闭合电路欧姆定律,有
联立解得
[4]根据实验原理可知,电源的内阻对测量电阻的阻值无影响。
5、(2024·潍坊市高考二模)小明同学是一名山地车骑行爱好者,为了夜间骑行安全,他网购了一个太阳能山地车尾灯(如图甲所示)。好奇心驱使他将太阳能尾灯拆开,发现了可为内部一组镍氢电池组充电的光伏板。小明同学想测量该光伏板的电动势(电动势约为4V)及其内阻,于是他从实验室借到了以下器材:
A.电压表V(量程0~3V,内阻为3KΩ)
B.毫安表A(量程0~100mA,内阻很小)
C.滑动变阻器R(0~500Ω)
D.定值电阻
E.定值电阻
F.开关、导线若干
(1)小明设计了如图乙所示的电路,为了精确测量电路电压,则与电压表串联的定值电阻为________(选填“”或“”);
(2)给光伏板一定的光照进行实验,将电压表的读数记为U,毫安表的读数记为I,通过改变滑动变阻器的阻值,测得多组U、I值,根据记录的实验数据做出图像如图丙所示,通过图像可得光伏板的电动势_______V,图中线性段时光伏板的内阻_______;(结果保留2位有效数字)
(3)将一个50Ω的定值电阻与光伏板串联,保持光照条件不变,则该定值电阻消耗的功率________W。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1) (2) ①. 4.1##4.2##4.3 ②. 14##15##16 (3)0.20##0.21##022
【解析】
【小问1详解】
电压表内阻为3kΩ,若与阻值为3kΩ的定值电阻串联,可将电压表量程扩大一倍,可满足实验要求;
【小问2详解】
[1]根据电路结合闭合电路的欧姆定律可知
可得
由图可知
可得
E=4.2V
[2]内阻
可得
r=16Ω
【小问3详解】
将一个50Ω的定值电阻与光伏板串联,则该定值电阻消耗的功率
6、(2024·广饶县一中高考二模)某实验小组为了制作一个具有两个倍率的简易欧姆表,他们从实验室中找到了如下器材:
一节干电池(内阻不计)
一个微安表(量程2000µA,内阻不明)
两个电阻箱R1(0~999.9Ω)和R2(0~99.9Ω)
红、黑表笔各一个,开关一个,导线若干
(1)为了确定干电池的电动势,实验小组设计了如图甲所示的实验电路,调节R1,当微安表示数分别为1200µA和1600µA时,R1的示数分别为650.0Ω和337.5Ω,则干电池的电动势为__________V。(保留1位小数)
(2)欧姆表的设计电路如图乙所示,a、b两点接红、黑表笔,a点应接__________(填“红表笔”或“黑表笔”)。
(3)开关断开时电路为“×100”倍率的欧姆表。两表笔短接,调节R1使微安表指针达到满偏,在红、黑表笔间接入未知电阻,微安表指针指在1000µA处,则未知电阻的阻值为__________Ω,1000µA刻度线应标注的刻度值为__________。
(4)闭合开关,在保证刻度线的值相同的情况下,欲使欧姆表倍率变为“×10”,电阻箱R2的阻值应调为__________Ω。(保留1位小数)
【答案】(1)1.5 (2)黑表笔 (3) ①. 750 ②. 7.5 (4)83.3
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
【小问2详解】
欧姆表电流满足“红进黑出”,故黑表笔接表内电池的正极,所以a点应接黑表笔。
【小问3详解】
[1][2]当微安表指针达到满偏时,有
当微安表指针指在1000µA处,有
联立可得
由于电路为“×100”倍率的欧姆表,所以1000µA刻度线应标注的刻度值为7.5。
【小问4详解】
闭合开关,在保证刻度线的值相同的情况下,欲使欧姆表倍率变为“×10”,则
此时
解得
7、(2024·泰安市高考二模)某实验兴趣小组在测量某干电池电动势和内阻时,为了消除电表内阻造成的系统误差设计了如图甲所示的实验电路,定值电阻。
(1)实验操作步骤如下:
①按照图甲所示的电路图,连接实验器材;
②将滑动变阻器滑到最大阻值位置;
③将单刀双掷开关S与1接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组电流表、电压表示数,断开开关;
④将滑动变阻器滑到最大阻值位置;
⑤单刀双掷开关S与2接通,闭合开关,调节滑动变阻器R,记录下若干组电流表、电压表示数,断开开关;
⑥分别作出两种情况所对应的图像如下图乙、图丙所示。
(2)单刀双掷开关S与2接通时,对应的图像是上图的_______(填“乙”或“丙”),利用此图测得电源内阻与真实的电源内阻的关系是:_______(填“>”“=”或“<”)。
(3)根据图乙、图丙求得电源电动势________V,内阻_______(结果均保留两位小数)
【答案】 ①. 丙 ②. < ③. 1.50 ④. 1.00
【解析】
(2)[1]单刀双掷开关S与2接通时,根据闭合回路欧姆定律,有
单刀双掷开关S与1接通时,根据闭合回路欧姆定律,有
可知图线斜率较小的是单刀双掷开关S与2接通,故图像如图丙所示。
[2]单刀双掷开关S与2接通时,电流表的测量值偏小,所以实际图线应该如蓝色线所示,根据图线斜率可知测量电源的内阻小于真实电阻。
(3)单刀双掷开关S与1接通时,测量电源的电动势等于真实值,根据图乙可知电源电动势1.50V;
结合图丙短路电流,可知
,
所以电源内阻
8、(2024·日照市高考二模)某物理学习小组为了测量电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。器材如下:
A.待测电源(电动势E、内阻r)
B.电流表(量程1A、内阻)
C.电流表(量程6mA、内阻)
D.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
E.电阻箱(最大阻值9999.9Ω)
F.开关S和导线若干
实验步骤如下:
(1)将实验器材连接成如图甲所示的电路,要将电流表改装成量程为6V的电压表,需要将电阻箱的阻值调为_________Ω;
(2)调节电阻箱的阻值,读出电流表和的示数和,多次改变电阻箱的阻值,以为横坐标、为纵坐标画出图线如图乙所示,根据图线可求出待测电源的电动势_________V,内阻_________Ω;
(3)通过本实验测得电源内阻的测量值_________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) (2) ①. 5.9V ②. (3)等于
【解析】
【小问1详解】
要将电流表改装成量程为6V的电压表,需要串联一个电阻,根据欧姆定律有
【小问2详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
根据图像与纵轴的截距有
解得
根据图像斜率大小有
解得
【小问3详解】
在本实验中电流、电压的测量均为准确值,所以通过本实验测得电源内阻的测量值等于真实值。
9、(2024·青岛市高考二模)利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);
F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻_________(用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为_________,则改装后的电流表实际量程为_________mA。
【答案】(1) (2) ①. 30##30.0 ②. 0.85
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律可得
整理可得
可知的图像的斜率为
解得微安表的内阻为
【小问2详解】
[1]当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为;
[2]设并联定值电阻的阻值为,则有
可得
设改装后的电流表实际量程为,则有
联立可得
10、(2024·临沂市高考二模)我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时,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板在没有光照时(没有储存电能)的特性。所用的器材包括:太阳能电池板,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。该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的图像。
(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图____(填“a”或“b”)。
(2)已知电压表V的量程为,内阻为,若要将该电压表改装成量程为的电压表,该电表需串联一个____的电阻。
(3)太阳能电池板作为电源,在一定光照强度下其路端电压与总电流的关系如图丙所示,把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,该电源的效率是____%。(结果保留三位有效数字)
(4)太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的伏安特性曲线如图乙所示。太阳能电池板没有光照时(没有储存电能)其电阻用符号表示,将同规格的电池板接入电路如丁图所示,已知电源电动势,内阻,可得电池板消耗的功率___(保留三位有效数字)。
【答案】(1)a (2) (3) (4)
【解析】
【小问1详解】
根据特性曲线可知,电流需要从零开始,因此滑动变阻器采用分压式接法,可知,实验电路应选用图甲中的图a。
【小问2详解】
将小量程电压表改装成大量程电压表,需要串联一个分压电阻,则有
代入得
【小问3详解】
由图丙,图像与纵轴交点为电动势,即。若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路,作出电阻的伏安特性曲线,如图所示
图像交点为工作点,即电阻两端电压为。该电池板的效率是
【小问4详解】
设两端的电压为,电流为,由闭合电路欧姆定律可得
则有
作出电源的图像,如图所示
可得,电池板消耗的功率约为
11、(2024·聊城市高考二模) “饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器组装一个酒精测试仪,此传感器的电阻Rx随酒精气体浓度的变化规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”,醉驾标准是“酒精气体浓度”。
提供的器材有:
二氧化锡半导体型酒精传感器;
直流电源(电动势为4V,内阻不计);
一只电压表(量程为3V,内阻非常大,作为浓度表使用);
电阻箱(最大阻值为999.9Ω);
定值电阻R1(阻值为50Ω);
定值电阻R2(阻值为10Ω);
单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)电路中R应选用定值电阻_________(填“R1”或“R2”);
(2)为便于识别测试结果,按照下列步骤调节此测试仪:
①电路接通前,先将电阻箱调为_________Ω,然后开关接2,将电压表此时指针对应的刻度线标记为;
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”,此浓度表刻度线上的浓度值是_________(填“均匀”或“不均匀”)变化的。
③将开关接另一端,测试仪即可正常使用。
(3)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,则酒精浓度测量结果_________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)R2 (2) ①. 30.0(或30) ②. 不均匀 (3)偏小
【解析】
【小问1详解】
由于电压表量程为3V,本实验电压表并联在定值电阻两端,由欧姆定律可得,定值电阻两端的电压
由图甲可知
电动势为4V,电压表量程为3V,得
可得
故R应选用定值电阻R2。
【小问2详解】
[1]开关接2,当电压表此时指针对应的刻度线为,此时
[2]由甲图知,传感器的电阻Rx随酒精气体浓度是非均匀变化,故此浓度表刻度线上对应的浓度值是非均匀变化的。
【小问3详解】
使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,根据闭合电路欧姆定律可得,回路中电流减小,结合图线可知,酒精浓度测量结果偏小。
12、(2024·济宁市高考二模)为探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下实验。
(1)小明同学用如图甲所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。
①部分实验记录如下:
i.实验得出所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流表时,指针向右偏转。
ii.将条形磁铁按如图甲方式N极向下插入螺线管时,发现电流表的指针向右偏转。判断出螺线管中电流的方向,再判断出螺线管中的感应电流磁场的方向。
iii.经分析可得出结论:当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向___________(填“相同”或“相反”)。
②关于该实验,下列说法正确的是___________。
A.只有磁铁N极向下插入螺线管,灵敏电流计指针才会向右偏转
B.将磁铁的S极向下插入螺线管时,灵敏电流计指针向右偏转
C.将磁铁的S极向下插入螺线管时,灵敏电流计指针向左偏转
D.将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越大
(2)小宁同学用如图乙所示的电路研究感应电流的方向。
①将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针向左偏转,则保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,则电流计指针___________(填“向左”、“向右”或“不”)偏转。
②实验结束后,某同学在开关还没断开,A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下,直接用手去拆除某螺线管处的导线,突然被电击了一下,则该同学被电击是在拆除___________(选填“A”或“B”)螺线管所在电路时发生的。
【答案】(1) ①. 相反 ②. CD##DC (2) ①. 向左 ②. A
【解析】
【小问1详解】
[1]由楞次定律可知,感应电流产生的磁场总是阻碍条形磁铁磁场的增加(增反减同),故感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。故填“相反”。
[2]A.将磁铁的S极向下插入螺线管后,向上将磁铁拔出螺线管时,灵敏电流计指针也会向右偏转,A错误;
BC.由右手定则知,将磁铁的S极向下插入螺线管时,灵敏电流计指针向左偏转,B错误,C正确;
D.将磁铁向下插入或向上抽出的速度越大,灵敏电流计指针偏转幅度越大,D正确;
故选CD。
【小问2详解】
[1]由题知,当闭合开关S瞬间,线圈A中电流瞬间增加,电流计指针向左偏转,由实物图知,将滑动变阻器的滑片向左匀速移动,电路中总阻减小,线圈A中电流继续增加,故电流计指针向左偏转。故填“向左”。
[2]拆除A线圈电流时,B线圈产生的感应电流阻碍A线圈中电流减小,A线圈电流瞬间增加,故填“A”。
13、(2024·菏泽市高考二模)智能手机中大都配置有气压传感器,某种气压传感器主要传感元件是一个对气体压强敏感的薄膜,它连接一个柔性电阻器,当气压传感器所处环境气压变化时,这个薄膜变形,柔性电阻器的阻值也随之发生变化。已知某气压传感器的阻值变化范围为一百欧姆到几百欧姆,某实验小组在室温下用伏安法探究其阻值随气压p变化的规律,实验室提供了如下器材可供选择:
A.气压传感器,一个标准大气压下阻值约为200Ω
B.直流电源,电动势6V,内阻不计
C.电流表量程为50mA,内阻不计
D.电流表量程为150mA,内阻不计
E.电压表V,量程为3V,内阻为3kΩ
F.定值电阻
G.滑动变阻器R,最大电阻值约为20Ω
H.开关S与导线若干
(1)请根据给定的实验器材在虚线框内画出实验电路图______,在图上标注出元件符号(R、、V、或)
(2)将实物连线图补充完整______。
(3)当气压传感器所处环境气压为p时,闭合开关S,测得两个电表读数分别为U和I,则气压传感器的阻值______。
(4)改变环境压强p的大小,测得不同的值,绘成图像如图所示,由图可得阻值和压强p的函数关系式为______Ω。
【答案】(1)见解析 (2)见解析 (3) (4)
【解析】
【小问1详解】
电源电动势为6V,电压表的量程为3V,为了确保安全,使电压的测量范围广泛一些,需要将电压表改装成6V的量程,即在电压表上串联定值电阻,由于电流表内阻不计,测量电路采用电流表内接法,为了使得实验测量数据范围广泛一些,控制电路中的滑动变阻器采用分压式接法,设计电路如图所示
【小问2详解】
根据电路图连接实物图如图所示
【小问3详解】
根据上述可知,电压表与串联的定值电阻阻值相等,两者承担电压相等,根据欧姆定律有
【小问4详解】
令阻值和压强p的函数关系式为
根据图像,将坐标与代入上述关系式,解得
,
可知,阻值和压强p的函数关系式为
14、(2024·山东省百师联盟二轮复习联考二)材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”,利用这种效应可以制作压敏电阻。某中学创新小组准备从实验室中两个压敏电阻m、n中选择一个,与电磁继电器组成电路为学校食堂设计一个小型“可自动注水的储水池”,主要步骤如下:
(1)利用图甲所示电路测量压敏电阻的阻值随压力变化的规律。主要器材如下:
压敏电阻两个
电源(电动势E=12V,内阻不计)
电流表G1(量程10mA,内阻Rg1=200Ω)
电流表G2(量程50mA,内阻Rg2约为100Ω)
定值电阻R1=200Ω
滑动变阻器R2(最大阻值为150Ω)
开关S1、S2及导线若干
①为尽量准确的测量压敏电阻的阻值,导线c端应与______(选填“a”或“b”)点连接。
②首先测量R0的数值,正确连接电路,使压敏电阻上的压力F=0,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,分别记录电流表G2和G1的读数I2和I1,可知R0=______(用字母I1、I2、Rg1、R1表示)。
③两名同学分别测得两个压敏电阻m、n的阻值随压力变化的图像如图乙、丙所示。
(2)“可自动注水储水池”的电路如图丁所示,RA为保护电阻。当线圈中的电流超过某一值I0时,继电器的衔铁将被吸合,与上方触点分离、注水装置所在电路断开并停止注水。
①分析原理可知,压敏电阻应选择______(选填“m”或“n”),水位上升时,保护电阻RA的电功率会______(选填“变大”或“变小”)。
②若想增大可自动注水储水池的蓄水量,可将保护电阻RA的阻值______(选填“变大”或“变小”)。
【答案】(1) ①. a ②. (2) ①. m ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【小问1
①[1]选“a”时,测量无系统误差,故导线c端应与“a”点连接。
②[2]并联支路电压相等,有
解得
【小问2
①[1][2]水位上升时,继电器的衔铁将被吸合,说明电磁铁磁性变强,电路中电流变大,压敏电阻R的阻值会变小,故选m;水位上升时,电路中电流变大,保护电阻RA的电功率变大。
②[3]若想增大可自动注水储水池的蓄水量,即压力更大,压敏电阻阻值更小时停止注水,由于停止注水时的电流I0不变,故应将保护电阻RA阻值变大。
15、(2024·山东省高三二轮复习检测)李华同学查阅资料:某金属在内电阻值与摄氏温度的关系为,其中为该金属在0℃时的阻值,为温度系数(为正值)。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻和值。可提供的实验器材有:
A.干电池(电动势约为,内阻不计)
B.定值电阻(阻值为)
C.定值电阻阻值为)
D.滑动变阻器(阻值范围)
E.滑动变阻器(阻值范围)
F.电流计(量程,内阻约)
G.电阻箱(最大阻值为)
H.摄氏温度计
I.沸水和冷水各一杯
J.开关两个及导线若干
请回答下列问题:
(1)滑动变阻器应选用__________(选填“”或“”),开关闭合前,滑动变阻器的滑片移到__________(选填“”或“”)端。
(2)将电阻箱的阻值调为,闭合开关,读出电流计的示数,再闭合开关,调节电阻箱的阻值,直至闭合前、后电流计的示数没有变化,此时电阻箱的示数为,则电流计的内阻为__________。
(3)利用上述电流计及电路测量该金属的电阻和值的步骤如下:
①断开开关、,将取下换成该金属电阻,并置于沸水中;
②闭合开关,读出电流计的示数;闭合开关,调节电阻箱的阻值,直至闭合开关前、后电流计的示数没有变化,记下此时电阻箱的示数和温度;
③多次将冷水倒一点到热水中,重复步骤②,可获得电阻箱的示数和温度的多组数据.
(4)以电阻箱的示数为纵轴,温度为横轴,作出图像如图乙所示,则该金属电阻在0℃时的阻值为__________,温度系数为__________。(结果用表示)
【答案】 ①. ②. ③. 450 ④. ⑤.
【解析】
(1)[1][2]闭合、断开时,干路中的最大电流约
滑动变阻器两端的电压最小值约为
滑动变阻器的最小电阻约为
滑动变阻器应选用。
为了保护电流计不被损坏,开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片向下移动到端。
(2)[3]闭合前、后电流计的示数没有变化,则电流计中的电流与的电流相等,中的电流与中的电流相等,与两端的电压相等,电流计与两端的电压相等,可得电流计的内阻
(4)[4] [5]将取下换成该金属电阻的情况下,同理可得
由图乙得
即
又
则
,
解得
16、(2024·德州市高考二模)某实验小组要测量一未知电源的电动势和内阻。准备的器材有:
毫安表(量程0~100mA,内阻4Ω);
电阻箱R(最大阻值99.9Ω);
一个开关和若干导线。
(1)由于毫安表的量程较小,考虑安全因素,该实验小组决定将其量程扩大到0~500mA,还需一个阻值为______Ω的定值电阻,并将该定值电阻与毫安表______(选填“并联”或“串联”)。
(2)请图甲虚线框内将实物图连接完整______。
(3)实验中多次改变电阻箱的阻值R并记录相应通过毫安表的电流I,得到多组数据后描点作出图像如图乙所示,则该电源的电动势______V,内阻______Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1) ①. 1 ②. 并联 (2) (3) ①. 4.0 ②. 7.2
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据电流表改装原理
解得定值电阻的阻值为
故将毫安表量程扩大到0~500mA,需并联一个阻值为定值电阻。
【小问2详解】
改装后的电流表与电阻箱串联,实验电路如图所示。
【小问3详解】
[1]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的斜率为
解得该电源的电动势为
[2]当时,,代入
解得内阻为
17、(2024·新泰中学高考二模) 某实验小组要测量一段电阻丝的电阻率,实物连线如图1所示。电阻丝的电阻未知,定值电阻的阻值为,电压表均可视为理想电表。实验过程中电压表实际电压不会超过电压表量程。
(1)根据实物连线图在虚线框中画出相应的电路图(电压表符号旁标注甲、乙);
(2)在电阻丝接入电路前,用多用表的欧姆挡粗测的阻值:将选择开关置于“×10”挡位,调零后把两表笔与电阻丝两端相连,发现多用表指针偏转过大,此时应该换用______挡位,再次调零后测量结果如图2所示,则欧姆表读数为______(保留2位有效数字);
(3)实验过程中,多次调节滑动变阻器,发现电压表甲、乙读数总是成正比例变化,即(k已知),则被测电阻测量值为______(用已知量字母表示);
(4)用米尺测得电阻丝的长度为L,用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d,则电阻丝的电阻率测量值______(用已知量字母表示)。
【答案】(1) (2) ①. “×1” ②. 19 (3) (4)
【解析】
【小问1详解】
相应的电路图如图所示
【小问2详解】
[1] 将选择开关置于“×10”挡位,调零后把两表笔与电阻丝两端相连,发现多用表指针偏转过大,此时应该换用“×1” 挡位。
[2] 则欧姆表读数为
【小问3详解】
由串并联分压规律可知
得
【小问4详解】
由电阻定律可知
得
18、(2024·山东名校考试联盟高考二模)某同学利用如下器材,采用图甲所示电路测量某金属材料的电阻率。
A.待测金属丝(电阻约为)
B.毫米刻度尺
C.螺旋测微器
D.电流表(,约为)
E.毫安表(,)
F.定值电阻
G.滑动变阻器(,)
H.蓄电池(,最大电流,内阻很小)
(1)按图甲所示电路,在图丙实物图上,用笔画线代替导线,进行实物图连接____。
(2)该同学改变滑动变阻器的滑片位置,测得多组电流表、的值、。以为横坐标,为纵坐标,绘得图像如图乙所示,则金属丝的电阻____,金属的电阻率为____。(结果用金属丝长度L、金属丝直径d和图乙中的a、b表示)
【答案】(1) (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
按照图甲所示连接电路图,如图所示。
【小问2详解】
[1]由并联电路知
可得
结合图乙可知
[2]根据电阻定律有
、
代入得
19、(2024·泰安市高考三模)某实验小组想精准测量一段粗细均匀。长度为L=1m合金丝的电阻率,该实验小组想用如图甲所示的电路测量合金丝的阻值,实验室提供的实验器材有:
A.电源(电动势约为3V,内阻不计)
B.电流表A1(0~100mA,内阻为20Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻为10Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻约为2kΩ)
E.电压表V2(0~15V,内阻约为10kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~5Ω)
G.滑动变阻器R2(0~20Ω)
H.开关、导线若干
(1)为了多测量几组实验数据并尽可能准确地测量合金丝的阻值,电流表应选用________,电压表选用________,滑动变阻器选用________;(均填实验器材前的字母序号)
(2)正确连接电路,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,记录多组电流表的示数I和对应的电压表示数U,并描绘出合金丝的伏安特性曲线如图乙所示,可知合金丝的阻值为________Ω(结果保留3位有效数字);
(3)用螺旋测微器测量合金丝的直径结果如图丙所示,则合金丝的直径为________mm;
(4)最终算得合金丝的电阻率约为________Ω·m(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. B ②. D ③. F (2)13.3 (3)0.400 (4)
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]电源电动势为,所以电压表选用即可,根据伏安特性曲线的电流取值小于,所以电流表选用,滑动变阻器采用分压式接法,选用即可。
【小问2详解】
伏安特性曲线上某点的电压与电流之比为合金丝和电流表的阻值之和,则有
所以合金丝的阻值为
【小问3详解】
根据螺旋测微器读出合金丝的直径
【小问4详解】
合金丝的横截面面积为
根据电阻公式可知,合金丝的电阻率
20、(2024·山师大附中高考5月模拟)利用如图甲所示的电路测量某微安表的内阻,并将其改装成量程为的电流表,实验室提供以下器材:
A.微安表(量程为,内阻约为5000Ω);
B.微安表(量程为,内阻约为2000Ω);
C.定值电阻(阻值为5000Ω);
D.滑动变阻器(阻值范围为);
E.干电池E(电动势约为1.5V,内阻很小);
F.开关S及导线若干。
(1)按如图甲所示的实验电路进行测量,测得的示数为,的示数为,改变滑动变阻器的滑片的位置,得到多组和的数值,以为纵坐标、为横坐标,画出的图像为过原点、斜率为k的直线,则微安表的内阻_________(用k、表示);
(2)给微安表并联一个定值电阻改装成量程为的电流表,用标准电流表A与其串联进行校准。当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为_________,则改装后的电流表实际量程为_________mA。
【答案】(1) (2) ①. 30##30.0 ②. 0.85
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律可得
整理可得
可知的图像的斜率为
解得微安表的内阻为
【小问2详解】
[1]当标准电流表A的示数为0.51mA时,微安表的示数如图乙所示,其示数为;
[2]设并联定值电阻的阻值为,则有
可得
设改装后的电流表实际量程为,则有
联立可得
试卷第4页,共5页
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!3
学科网(北京)股份有限公司
$$