专题10 电学实验-【好题汇编】3年(2022-2024)高考1年模拟物理真题分类汇编(广东专用)
2024-08-21
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2份
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59页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 静电场 |
| 使用场景 | 高考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.66 MB |
| 发布时间 | 2024-08-21 |
| 更新时间 | 2024-08-21 |
| 作者 | 萧逸 |
| 品牌系列 | 好题汇编·高考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-08-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46930457.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题10 电学实验
一、实验题
1.(2024·广东·高考真题)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有:电源E(电动势3V)、电压表(V1)和(V2)(量程均有3V和15V,内阻均可视为无穷大):滑动变阻器R:两个相同的光敏电阻和;开关S:手电筒:导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表(V)间的实物图连线 。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于 端。用手电筒的光斜照射到和,使表面的光照强度比表面的小。
②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示,读数为 V,U2的示数为1.17V。由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 (填“较大”或“较小”)。
③断开S。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数,图乙中的电动机带动电池板 (填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至 时停止转动,电池板正对手电筒发出的光
【答案】(1)
(2) b 1.60 较大
(3) 逆时针 U1=U2
【详解】(1)电路连线如图
(2)①[1]为了保证电路的安全,实验开始前要将R的滑片置于阻值最大处,即置于b端。
②[2][3]电压表量程为3V,最小刻度为0.1V,则读数为1.60V;电压表U1比电压表U2的示数大,说明RG1>RG2,由此可知表面光照强度较小的光敏电阻的阻值较大。
(3)[1][2]电压表的示数U1<U2,说明RG1表面的光照强度比RG2表面的大,因此电动机带动电池板逆时针转动,直至U1=U2,时停止转动,电池板正对手电筒发出的光。
2.(2023·广东·高考真题)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:电源(电动势恒定,内阻可忽略);毫安表mA(量程,内阻可忽略);电阻(阻值)、(阻值)、(阻值)和(阻值);开关和;装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池;导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图.在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,只有一端的导线还未连接,该导线应接到的 (填“左”或“右”)端接线柱
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高.在样品池中注满待测盐水
②闭合开关, 开关,毫安表的示数为,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流为
③ 开关,毫安表的示数为,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流为
④断开开关,测量并记录盐水的温度
(3)根据上述数据,计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 ,进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
【答案】 右 断开 40.0 闭合 60.0 100
【详解】(1)[1]根据图(a)为电路可知,一端的导线应接到的右端接线柱;
(2)②[2][3]闭合开关,断开开关,毫安表的示数为, 则通过电阻的电流为
根据电路构造可知,流过样品池的电流为
③[4][5]闭合开关,毫安表的示数为,则流过的电流为
流过样品池的电流为
(3)[6]设待测盐水的电阻为,根据闭合电路欧姆定律,开关断开时
开关闭合时
代入数据解得
3.(2022·广东·高考真题)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件,某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接;如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量
①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。
③闭合S2,电压表的示数 (选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx = (用I1、I2和U表示)。
④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③。
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
(4)图11(c)是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为 cm,即为机械臂弯曲后的长度。
【答案】 变小 无 51.80
【详解】(2)[1]闭合S2后,并联部分的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律,电压表的示数变小。
[2]加在导电绳两端的电压为U,流过导电绳的电流为I2—I1,因此导电绳的电阻
(3)[3]在闭合S2之前,电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流,闭合S2之后,加在电压表两端的电压保持不变,因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1,故流过导电绳的电流是I2—I1,与电压表内阻无关,电压表内阻对测量没有影响。
(4)[4]由图c可知,导电绳拉伸后的长度为51.80cm。
一、实验题
1.(2024·广东佛山·二模)碳纤维板是将碳素纤维使用树脂浸润硬化形成的碳纤维板材,具有强度高、重量轻、耐腐蚀等良好性能,它还具有较好的导电性,在一些高端器械上被广泛使用。小明为了探究碳纤板的导电性能,找了一块长、宽、厚约为的碳纤板来测量其电阻率。实验步骤如下:
(1)先用游标卡尺测出板的厚度如图1所示,其读数为 。
(2)再用图2所示的电路测量碳纤板的电阻,电路中定值电阻,电压表可视为理想电压表。闭合开关S,单刀双掷开关打到a时,电压读数为,单刀双掷开关打到b时,电压读数为。由此求得碳纤板的电阻 。碳纤板的电阻率 。(结果均保留两位有效数字)
【答案】(1)1.4
(2) 25
【详解】(1)游标卡尺的主尺读数为1mm,游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐,所以游标读数为
4×0.1mm=0.4mm
所以最终读数为
1mm+0.4mm=1.4mm
(2)[1]闭合开关S,单刀双掷开关打到a时,电压读数为,则电路中电流
单刀双掷开关打到b时,电压读数为,则碳纤板两端电压
碳纤板的电阻为
[2]由,解得碳纤板的电阻率
2.(2024·广东惠州·一模)某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻的阻值与电源电动势E和内阻r,R为电阻箱,电流表可视为理想电流表.操作步骤如下:
(1)测量的阻值.先闭合开关和,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为11Ω时,电流表示数为I;接着断开,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为5Ω时,电流表示数仍为I,此时则的阻值为 Ω;若电流表为非理想电流表,则按照该方法实际测量得到的的阻值将 (选填“偏大”“偏小”或者“不变”)。
(2)保持闭合、断开,多次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I.为了直观地得到I与R的关系,该同学以电阻箱的阻值R为纵轴,以x为横轴作出了如图(b)的图像,则横轴x为 , (用字母E、I、和r表示)。
(3)若图(b)中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位,由图像可求得电源的电动势 V,内阻 (结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1) 6/6.0 不变
(2)
(3) 3.1 3.3
【详解】(1)[1]先闭合开关和,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为11Ω时,电流表示数为I,根据闭合电路欧姆定律有
断开,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为5Ω时,电流表示数仍为I,根据闭合电路欧姆定律有
解得
[2]根据上述结论可知,待测电阻的阻值与电流表的内阻无关,则若电流表为非理想电流表,则按照该方法实际测量得到的的阻值将不变。
(2)[1][2]保持闭合、断开,多次调节电阻箱的阻值,根据闭合电路欧姆定律有
整理得
则横轴x为
(3)[1][2]根据上述图像函数表达式可知,图像斜率表示电动势,则有
根据图像截距有
解得
3.(2024·广东·二模)为判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求,一实验小组设计了如下实验进行测量,实验器材:盛水容器(容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板,其余侧面绝缘),电源E(电动势恒定,内阻可忽略),电阻R1、R2和R3(阻值分别为20000、2000和1400),多用电表,开关S1和S2,导线若干,请完成下列内容。
(1)测量盛水容器 (选填“内部”“外部”)器壁的长、宽、高。记录长a40.00cm,宽b20.00cm,高c9.00cm。
(2)用多用电表粗测废水的电阻值:将水样注满盛水容器,多用电表选择开关旋至“×100”挡,并进行欧姆调零,将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱上,多用电表指针位置如图甲所示,此时读数为 。
(3)精确测量容器中废水的电阻值:将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路若用多用电表测量R3两端的电压,请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。
①将多用电表选择开关转到直流电压2.5V挡,闭合S2后,再闭合S1,记录此时。多用电表的读数为2.10V,计算得到此时流过盛水容器的电流I11.50mA;
②在S1闭合的状态下,断开S2,记录此时多用电表的读数为1.68V,计算得到此时流过盛水容器的电流I2 mA;
③断开S1,根据上述数据,求得容器内废水的电阻值R1600。
(4)由电阻定律,计算该废水样品的电阻率 ·m(结果保留2位有效数字),则该废水 (选填“达标”“不达标”)
【答案】(1)内部
(2)1500/
(3) 1.20
(4) 72 不达标
【详解】(1)实验要求判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求,故应测量盛水容器内部器壁的长、宽、高。
(2)多用电表选择 “×100”挡,故多用电表指针位置如图甲所示,此时读数为
(3)[1]用多用电表测量R3两端的电压,实物连接图如下
[2]根据题意
根据电路原理
解得
(4)[1][2]废水的电阻值
根据电阻定律
代入数据得
小于,故不达标。
4.(2024·广东江门·一模)纯净水的电导率(电阻率的倒数)是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组通过实验检测某品牌的纯净水的电导率是否合格,具体实验步骤如下:
(1)该小组将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器,容器两端用很薄的金属圆片电极密封,金属圆片的电阻不计,容器长度为L。
(1)利用螺旋测微器测量该容器的直径d,如图甲所示,其读数为 mm。
(2)利用如图乙所示的电路测量水样的电导率(水样的电阻约为1000Ω)。实验室提供的器材有干电池2节,滑动变阻器R,开关S和若干导线之外,还提供了如下电表:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为2.5kΩ)
C.电流表(0~3mA,内阻约为40Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为1Ω)
①电压表应选 ,电流表应选 (选填器材的字母序号)。
②请根据图乙在图丙中用黑色笔迹代替导线把实物连接图补画完整。
(3)正确连接电路后,合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据,小明同学作出图像,测得图像的斜率为k。则水样电导率的表达式 (用k,d和L表示)。
(4)水样电导率的测量值 真实值。(填“大于”“小于”或“等于”)
(5)小芳同学由每组U、I数据计算水样的电阻,然后求电导率,最后求电导率平均值,则两种求电导率的方法更合理的是 (选填“小明”或“小芳”)。
【答案】(1)/3.699/3.701
(2) A C
(3)
(4)小于
(5)小明
【详解】(1)螺旋测微器读数为
(2)[1]电源为两节干电池,电动势约为,为使电压表可以偏转三分之一以上减小实验误差,电压表应选择量程为0~3V的电压表A;
通过电阻的最大电流约为
所以电流表选择量程为0~3mA的电流表C;
[2]根据题意的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值,为了方便调节电路测量多组实验数据,滑动变阻器采用分压式接法,同时
,
可得
所以电流表采用内接法,实物图连接如下:
(3)图像的斜率为电阻,所以
根据电阻定律
横截面积为
电导率
联立解得
(4)由于电流表采用内接法,的测量值偏大,则测量值偏大,即测量值偏小。
(5)小明同学采用图像用斜率求电阻,即,误差更小些,而小芳同学用每组数据计算电阻,即,测量值每组都偏大,相比较于小明同学做法,小芳同学的误差更大些。
5.(2024·广东·一模)管道天然气走进千家万户,当空气中天然气浓度达到5%~15%,就会达到爆炸极限。某同学想自己组装一个天然气浓度测试仪,其中传感器的电阻R,随天然气浓度的变化规律如图甲所示,调试电路如图乙所示。实验室提供的器材有:
A.天然气浓度传感器;
B.直流电源(电动势为8V,内阻不计);
C.电压表(量程为6V,内阻非常大);
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω);
E.定值电阻(阻值为10Ω);
F.定值电阻(阻值为50Ω);
G.单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)欲通过电压表示数反映天然气浓度,以判断是否达到爆炸极限,图乙中R应选用定值电阻 (填“”或“”)。
(2)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25.0Ω,然后开关拨至 (填“a”或“b”)端,将此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度 %;
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断 (填“变大”或“变小”),结合甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的天然气浓度;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(3)某同学将调适好的天然气浓度测试仪靠近气体打火机并释放一定的气体,发现电压表读数为2.0V,则测量的天然气浓度 (填“有”或“没有”)达到爆炸极限。
(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,其天然气浓度的测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2) b 5 变大
(3)没有
(4)偏小
【详解】(1)[1]由于电压表量程为6V,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
可得
可得
故选。
(2)①[1][2]本实验采用替代法,用电阻箱的阻值替代传感器的电阻,故先将电阻箱调到25.0Ω,结合电路,开关应向b端闭合;由图甲可知时,天然气浓度为5%。
②[3]逐步减小电阻箱的阻值,定值电阻上的分压变大,电压表的示数不断变大。
(3)[1]电压表读数为2.0V,所以
解得
通过图甲可知,此时天然气浓度为4%,没有达到爆炸极限。
(4)[1]使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,电路中的电流将变小,电压表的示数将偏小,故其天然气浓度的测量结果将偏小。
6.(2024·广东·二模)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】 450
【详解】(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
7.(2024·广东·二模)某实验兴趣小组,根据以下器材想要精确测量电压表的内阻,其量程为3V,内阻大约为2kΩ,除此以外提供的器材有:
A.电源E(电动势9V,内阻忽略不计)
B.电压表(量程15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1500Ω)
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
(1)实验过程中,为减小实验误差,要求电表示数至少要达到量程的,同时方便电路调节,滑动变阻器应选择 ,实验所需的另一个电表应选择 ,定值电阻应选择 (均选填器材前的字母代号);
(2)请在虚线框内画出实验电路图 ;
(3)将电压表的示数记为,将另一个电表的示数记为,将所选定值电阻的阻值记为R,在获得多组、的值后建立坐标系,绘制图像,拟合得到线性图像的斜率为k,则电压表的内阻 (用k、R)表示。
【答案】(1) D B F
(2)
(3)
【详解】(1)[1][2][3]为了精确测量和方便电路调节,电路控制部分应该采用分压接法,因此滑动变阻器选总阻值小的,即选择D;电流表因为量程太大,无法使用,因此另一个电表应该选择,即选择B;由于、两者量程差别较大,为了能够更好使用,需要给串联一个分压电阻,再和并联,根据电压分配关系,分压电阻选择,即定值电阻应选择F。
(2)根据(1)问分析,实验电路图如图所示
(3)根据欧姆定律有
整理得
可知图像的斜率为
可得
8.(2024·广东·一模)某同学利用如图甲所示的部分电路测量标识模糊的滑动变阻器的最大阻值。请完成下列相关内容:
(1)连接线路:要求在不拆电路的情况下完成欧姆调零和测量滑动变阻器的最大阻值,则闭合开关S前,a接线柱不能连接到滑动变阻器的__________接线柱。
A.b B.c C.d D.e
(2)欧姆调零:正确连接a与滑动变阻器的接线柱后,先将多用电表的选择开关旋至“”位置,再将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“最左端”“最右端”),闭合开关S,旋转多用电表的 (选填“P”“Q”)旋钮,使指针指到 ,完成欧姆调零。
(3)调试:在(2)的基础上,将滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端,观察到多用电表的示数较小,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋至 位置, (选填“需要”“不需要”)再次进行欧姆调零。
(4)测量:在(3)的调试后,进行正确操作和测量,多用电表指针指示如图乙,则滑动变阻器的最大阻值为 。
【答案】(1)CD
(2) 最右端 Q 0处(或满偏电流处、欧姆表零刻度处)
(3) “” 需要
(4)20/20.0
【详解】(1)连接线路:要求在不拆电路的情况下完成欧姆调零和测量滑动变阻器的最大阻值,则闭合开关S前,a接线柱不能连接到滑动变阻器的d、e接线柱,只能连接b或者c接线柱,当滑动端滑到右端时,闭合电键S可完成欧姆调零;当滑动端滑到左端时,闭合电键S可完成测量滑动变阻器的最大阻值。
故选CD。
(2)
[1][2][3]欧姆调零:正确连接a与滑动变阻器的接线柱后,先将多用电表的选择开关旋至“”位置,再将滑动变阻器的滑片滑到最右端,闭合开关S,旋转多用电表的调零旋钮 “Q”旋钮,使指针指到0处(或满偏电流处、欧姆表零刻度处),完成欧姆调零。
(3)[1][2]调试:在(2)的基础上,将滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端,观察到多用电表的示数较小,说明档位太高,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋至“”位置,需要再次进行欧姆调零。
(4)测量:在(3)的调试后,进行正确操作和测量,多用电表指针指示如图乙,则滑动变阻器的最大阻值为20。
9.(2024·广东汕头·一模)科技实践小组的同学们应用所学电路知识,对“一抽到底”的纸巾盒进行改装,使纸巾剩余量可视化。
同学们使用的器材有:电源(,内阻不计)、定值电阻、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。
(1)用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻,选用“×10”倍率的电阻档测量,发现多用电表指针的偏转角度很大,因此需选择 (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻档,并需 (填操作过程)后,再次进行测量,若多用电表的指针如图所示,测量结果为 Ω。
(2)将铅笔芯固定在纸巾盒侧边,截取一段导线固定在挡板C,并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动,请完成图电路连接。
(3)不计多用电表内阻,多用电表应该把选择开关打在“mA档”,量程为 (选填“2.5”、“25”或“250”)。
(4)将以上装置调试完毕并固定好,便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度,设铅笔芯总电阻为R,总长度为L,不计多用电表内阻,则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为 (用题中物理量符号表达)。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来,并进行标识,从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
【答案】(1) ×1 欧姆调零 12
(2)
(3)250
(4)
【详解】(1)[1][2][3]电表指针的偏转角度很大,说明读数很小,倍率较高,则需选择×1倍率的电阻挡,并需要重新欧姆调零后进行测量,测量结果为。
(2)将用电表选择开关调至合适的直流电流档,红表笔接C,黑表笔接电源负极,如图
(3)纸巾没有使用时,铅笔芯电阻视为零,则最大电流为
则量程为250mA。
(4)根据欧姆定律
10.(2024·广东梅州·一模)某物理课外实验小组为了测量某未知电阻的阻值,制定了三种测量方案。
(1)方案一:
a.在进行正确机械调零后,将欧姆挡的选择开关拨至挡,先将红、黑表笔短接,让指针指在 (选填“左侧”或“右侧”)零刻度线上。
b.欧姆表指针如图甲所示,可得未知电阻的阻值约为 。
(2)方案二:
设计了如图乙所示的实验电路,电压表的示数为2.8V,电流表的示数为87.5mA,则由此可得未知电阻的阻值为 。
(3)方案三:
a.如图丙所示,将电阻箱R的阻值调到最大,闭合开关和,调节电阻箱R,使电流表示数为,电阻箱的示数为,其中为保护电阻,阻值未知;
b.开关闭合,断开开关,调节电阻箱R,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数为;
c.则电阻 。
d.由于电流表不是理想电流表,则其内阻对电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
【答案】 右侧 36 32 34 无
【详解】(1)[1]将欧姆挡的选择开关拨至挡,先将红、黑表笔短接,让指针指在右侧欧姆零刻度线上。
[2]由图甲可知,未知电阻的阻值约为
(2)[3]由欧姆定律可得,未知电阻的阻值为
(3)[4]根据题意,由闭合回路欧姆定律,闭合开关和有
开关闭合,断开开关有
解得
[5]若考虑电流表内阻,则有
解得
可知,电流表内阻对电阻的测量值无影响。
11.(2024·广东深圳·一模)某兴趣小组修复一个电流表,实验过程如下:
(1)拆开电流表,取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。
(2)测量表头G的内阻:按照如图1所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到 (填“a端”或“b端”),先闭合开关,调节 ,直至表头G指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱的示数如图2所示,则表头G的内阻为 Ω。
(3)电流表内部电路设计如图3所示,其中,,但已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前 Ω。(结果保留两位有效数字)
(4)选取相应的电阻替换,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值 。(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
【答案】 a端 滑动变阻器 10 0.025 偏小
【详解】(2)[1]闭合开关前,滑动变阻器接入电路电阻应最大保护电路,即滑片应移到a端。
[2]实验过程中,先闭合开关,调节滑动变阻器,直至表头G指针满偏。
[3]再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时认为干路电流仍为,则有
由图2可得
(3)[4]由图3,根据欧姆定律有
解得
(4)[5]由于步骤(2)测电阻时,实际干路电流大于,则通过电阻箱的电流大于,则电阻箱电阻小于表头G的内阻,即所测表头G的内阻偏小,则修复后的电表实际量程大于,则电表测量出的电流值比实际值偏小。
12.(2024·广东佛山·二模)由于实验室没有提供电流表,某实验小组利用两个电压表测量电阻的阻值.实验小组设计如图1所示的电路图进行实验:
(1)请根据电路图连接图2中的实物图;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片移动到最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关S,适当调节滑动变阻器的滑片,记录电压表、的示数、;
(4)重复步骤(3),测量多组和值;
(5)根据测量数据作出的关系图线如图3所示,求得直线的斜率为k,可以得到 .(用斜率k和定值电阻表示)
(6)因电压表、非理想电表,用该方法测得的阻值与其真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”).
【答案】 见解析 右 偏小
【详解】(1)[1]根据电路图,实物连接如图所示
(2)[2]闭合开关S前,为了保护电表安全,滑动变阻器的滑片移动到最右端。
(5)[3]根据欧姆定律可得
整理可得
可知图像的斜率为
解得
(6)[4]考虑到电压表的分流,流过的电流等于流过和电压表的电流之和,则有
整理可得
可知实际上图像的斜率为
则有
可知测得的阻值与其真实值相比偏小。
13.(2024·广东肇庆·二模)某同学用多用电表粗测金属丝的电阻,他将选择开关拨到“×10”挡测量时发现读数很小,换挡后再测量。
(1)请选出正确的实验操作步骤并排序 (填各实验步骤前的标号)。
A.将选择开关旋转到“×1”挡位置
B.将选择开关旋转到“×100”挡位置
C.将选择开关旋转到“OFF”位置
D.将两表笔接触待测电阻两端,测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度线位置
(2)为精确测量该金属丝的电阻,实验室提供的实验器材有:直流电源(电动势为4V)、电流表A(量程为0~300mA,内阻约为2Ω)、电压表V(量程为0~3V,内阻约为3000Ω)、滑动变阻器R(阻值范围为0~5Ω)、开关、导线若干。电流表要求能从零开始连续测量,某同学设计的电路图如图甲所示,按该电路图进行实验,存在的问题是 (答出一条即可);请在图乙所示的虚线框内画出正确的电路图。
(3)有一灵敏电流表,表头电阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=0.1A,下列说法正确的是 (填正确答案标号)
A.把它改装成量程为0~3V的电压表,需要串联一个阻值为20Ω的电阻
B.把它改装成量程为0~0.5A的电流表,需要并联一个阻值为1Ω的电阻
C.把它改装成量程为0~10V的电压表,测量示数为5V时,流过灵敏电流表的电流为0.05A
D.把它改成量程为0~3A的电流表,测量示数为1.5A时,流过灵敏电流表的电流也为1.5A
【答案】 AEDC 电压表及电流表的示数变化极小(或滑动变阻器的滑片置于最左端时,电源短路,电源有损坏的可能;电流表内接) AC/CA
【详解】(1)[1]读数很小,说明电阻阻值较小,将选择开关旋转到“×1”挡位置,并重新欧姆调零,即将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度线位置,然后将两表笔接触待测电阻两端,测出其阻值后随即断开,测量结束后将选择开关旋转到“OFF”位置。故正确的实验操作步骤AEDC;
(2)[2]要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调,可知滑动变阻器应采用分压接法,由于金属丝的电阻很小,远小于电压表内阻,为了减小误差,电流表应采用外接法,图甲中接法会导致电压表及电流表的示数变化极小(或滑动变阻器的滑片置于最左端时,电源短路,电源有损坏的可能;电流表内接)。
[3] 正确的电路图如下
(3)[4]AC.由改装电压表原理可得
可知把它改装成量程为0~3V的电压表,需要串联一个阻值为20Ω的电阻
把它改装成量程为0~10V的电压表,测量示数为5V时,流过灵敏电流表的电流为0.05A,故AC正确;
BD.由改装电流表原理可得
把它改装成量程为0~0.5A的电流表,需要并联一个阻值为1Ω的电阻
R=2.5Ω
把它改成量程为0~3A的电流表,测量示数为1.5A时,流过灵敏电流表的电流为0.05A,故BD错误。
故选AC。
14.(2024·广东佛山·一模)某实验小组为了测量某发光二极管的特性曲线,设计了如图所示的电路:从实验室找到了如下器材:锂电池(,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值),保护电阻,电压表(量程内阻很大),电流表(量程,内阻为),电流表(量程,内阻为)。
连接好电路,闭合开关,将滑片从滑动变阻器的一端尽头逐渐滑至另一端的尽头,测得的实验数据如下表
电压
0
0.40
0.75
1.10
1.45
1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
电流
0
0
0.04
0.12
0.18
0.70
0.70
3.84
6.70
12.60
18.51
根据实验数据可知:
(1)滑动变阻器的滑动片置于 (填“a端”或“b端”)时,电压表读数为2.00V。
(2)实验时选用的电流表为 (填“”或“”),选用的保护电阻 (保留三位有效数字)。
(3)根据实验数据描绘出此发光二极管的特性曲线如下图所示。若将该二极管与的定值电阻、内阻不计的锂电池串联成如下图所示的电路,则流经该二极管的电流 。(结果保留一位小数)
【答案】 b A2 100
【详解】(1)[1]电压表读数为2.00V,达到了最大电压值,此时滑动变阻器应滑到处。
(2)[2]通过观察表中数据可知最大的电流为,所以电流表应该选择;
[3]此发光二极管的工作电流为,对应的电压是,串联电阻的分压,选用的保护电阻
(3)[4]设二极管两端电压为U,流过电流为I,由闭合电路欧姆定律知
在发光二极管的特性曲线中做出的图线
由两线交点可读出。
15.(2024·广东·一模)一实验兴趣小组找到了一捆较长的镍铬合金线,其横截面积标记为,但是长度标记已经模糊不清,兴趣小组想通过实验测定其具体长度。
可供使用的器材有:
多用电表;
电流表:量程1mA,内阻为1000Ω;
电流表:量程0.6A,内阻很小;
滑动变阻器:最大阻值5Ω;
滑动变阻器:最大阻值20Ω;
电阻箱:最大阻值9999.9Ω;
电源:电动势3V,内阻可不计;
开关、导线若干。
实验步骤如下:
(1)粗测镍铬合金线的阻值
兴趣小组先用多用电表的欧姆挡粗测该捆镍铬合金线的电阻,当选择欧姆×10倍率的电阻挡位测量时,发现指针偏转很大,因此应该换成欧姆 倍率的电阻挡(选填“×1”或“×100”),选择正确挡位后,指针如图(a)所示,读数为 Ω;
(2)精确测量镍铬合金线的阻值
①同学采用的实验电路图如图(b)所示,根据实验需要应选择滑动变阻器 (选填“”或“”),实验开始前,滑片应该置于 端(选填“a”或“b”);
②闭合开关后,调节滑动变阻器,发现电表接近满偏时电表偏转不大,为解决这个问题,同学们决定用表与电阻箱 (选填“串联”或“并联”)代替原来的表,并且把电阻箱阻值调整为2000.0Ω;
③调节滑动变阻器,当电流表读数为0.45A时,电流表读数0.75mA,根据以上数据可以计算出镍铬合金线的电阻为 Ω(保留两位有效数字);
(3)计算镍铬合金线长度兴趣小组还查阅到镍铬合金的电阻率为,结合以上实验数据,可得出这捆镍铬合金线实际长度为 m(保留三位有效数字)。
【答案】 串联
【详解】(1)[1][2]用多用电表的欧姆挡粗测电阻时,发现指针偏转很大,说明待测电阻较小,换用更低的挡位测量,因此应该换成欧姆倍率的电阻挡,选择正确挡位后,由图(a)所示,读数为。
(2)①[3][4]由图(b)可知,滑动变阻器采用限流接法,则最大阻值应为待测电阻的倍,应选择滑动变阻器,实验开始前,应仍滑动变阻器接入电路阻值最大,则滑片应该置于端。
②[5]由图(b)可知,电表并联在待测电阻两端,按电压表使用,调节滑动变阻器,发现电表接近满偏时电表偏转不大,说明作为电压表使用量程太小,需要扩大量程,则应用表与电阻箱串联。
③[6]根据题意可知,镍铬合金线两端的电压为
流过镍铬合金线的电流为
镍铬合金线的电阻
(3)[7]根据电阻定律有
可得
代入数据解得
16.(2024·广东揭阳·二模)为了测定某电池的电动势(约为10V)和内阻(小于5Ω),一个量程为5V的电压表与电阻箱串联,将其量程扩大为15V,然后用伏安法测电池的电动势和内阻,电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻,该实验的操作过程如下:
(1)扩大电压表的量程,实验电路如图甲所示。
①把滑动变阻器的滑片移至 (填“a”或“b”)端,把电阻箱的阻值调到零,闭合开关。
②移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为4.8V,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把电阻箱的阻值调到适当值,使电压表的示数为 V,若此时电阻箱的示数为R0,则改装后电压表的内阻为 (结果用R0表示)。
(2)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,记录多组电压表的示数U和电流表的示数I,并作出U一I图线如图丙所示,可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
【答案】(1) b 1.6 1.5 R0
(2) 9.6 3.0
【详解】(1)①[1]把滑动变阻器的滑片移至b端,可以保证电路的安全。
②[2]根据电路分析,把量程5V的电压表量程扩大到15V,则电阻箱所分电压为10V,其阻值为改装前电压表的两倍,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把电阻箱的阻值调到适当值,使电压表与电阻箱的电压之和为4.8V,即电压表电压为1.6V,电阻箱电压为3.2V,符合实验要求。
[3]若此时电阻箱的示数为R0,则改装后电压表的内阻为
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律,可得
整理,可得
结合丙图,可得
,
解得
,
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专题10 电学实验
一、实验题
1.(2024·广东·高考真题)某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调整,使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有:电源E(电动势3V)、电压表(V1)和(V2)(量程均有3V和15V,内阻均可视为无穷大):滑动变阻器R:两个相同的光敏电阻和;开关S:手电筒:导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表(V)间的实物图连线 。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于 端。用手电筒的光斜照射到和,使表面的光照强度比表面的小。
②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示,读数为 V,U2的示数为1.17V。由此可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 (填“较大”或“较小”)。
③断开S。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到和。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数,图乙中的电动机带动电池板 (填“逆时针”或“顺时针”)转动,直至 时停止转动,电池板正对手电筒发出的光
2.(2023·广东·高考真题)某兴趣小组设计了测量盐水电导率的实验。所用器材有:电源(电动势恒定,内阻可忽略);毫安表mA(量程,内阻可忽略);电阻(阻值)、(阻值)、(阻值)和(阻值);开关和;装有耐腐蚀电极板和温度计的有机玻璃样品池;导线若干。请完成下列实验操作和计算。
(1)电路连接
图(a)为实验原理图.在图(b)的实物图中,已正确连接了部分电路,只有一端的导线还未连接,该导线应接到的 (填“左”或“右”)端接线柱
(2)盐水电导率和温度的测量
①测量并记录样品池内壁的长宽高.在样品池中注满待测盐水
②闭合开关, 开关,毫安表的示数为,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流为
③ 开关,毫安表的示数为,记录此时毫安表的示数;计算得到流过样品池的电流为
④断开开关,测量并记录盐水的温度
(3)根据上述数据,计算得到样品池两电极板间待测盐水的电阻为 ,进而可求得该温度时待测盐水的电导率。
3.(2022·广东·高考真题)弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件,某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系,实验过程如下:
(1)装置安装和电路连接;如图(a)所示,导电绳的一端固定,另一端作为拉伸端,两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图(b)所示的电路中。
(2)导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量
①将导电绳拉伸后,用刻度尺测量并记录A、B间的距离,即为导电绳拉伸后的长度L。
②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2,闭合开关S1,调节R,使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。
③闭合S2,电压表的示数 (选填“变大”或“变小”)。调节R使电压表的示数仍为U,记录电流表的示数I2,则此时导电绳的电阻Rx = (用I1、I2和U表示)。
④断开S1,增大导电绳拉伸量,测量并记录A、B间的距离,重复步骤②和③。
(3)该电压表内阻对导电绳电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
(4)图11(c)是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上,当机械臂弯曲后,测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ,则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为 cm,即为机械臂弯曲后的长度。
一、实验题
1.(2024·广东佛山·二模)碳纤维板是将碳素纤维使用树脂浸润硬化形成的碳纤维板材,具有强度高、重量轻、耐腐蚀等良好性能,它还具有较好的导电性,在一些高端器械上被广泛使用。小明为了探究碳纤板的导电性能,找了一块长、宽、厚约为的碳纤板来测量其电阻率。实验步骤如下:
(1)先用游标卡尺测出板的厚度如图1所示,其读数为 。
(2)再用图2所示的电路测量碳纤板的电阻,电路中定值电阻,电压表可视为理想电压表。闭合开关S,单刀双掷开关打到a时,电压读数为,单刀双掷开关打到b时,电压读数为。由此求得碳纤板的电阻 。碳纤板的电阻率 。(结果均保留两位有效数字)
2.(2024·广东惠州·一模)某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻的阻值与电源电动势E和内阻r,R为电阻箱,电流表可视为理想电流表.操作步骤如下:
(1)测量的阻值.先闭合开关和,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为11Ω时,电流表示数为I;接着断开,调节电阻箱,当电阻箱的阻值R为5Ω时,电流表示数仍为I,此时则的阻值为 Ω;若电流表为非理想电流表,则按照该方法实际测量得到的的阻值将 (选填“偏大”“偏小”或者“不变”)。
(2)保持闭合、断开,多次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I.为了直观地得到I与R的关系,该同学以电阻箱的阻值R为纵轴,以x为横轴作出了如图(b)的图像,则横轴x为 , (用字母E、I、和r表示)。
(3)若图(b)中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位,由图像可求得电源的电动势 V,内阻 (结果均保留2位有效数字)。
3.(2024·广东·二模)为判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求,一实验小组设计了如下实验进行测量,实验器材:盛水容器(容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板,其余侧面绝缘),电源E(电动势恒定,内阻可忽略),电阻R1、R2和R3(阻值分别为20000、2000和1400),多用电表,开关S1和S2,导线若干,请完成下列内容。
(1)测量盛水容器 (选填“内部”“外部”)器壁的长、宽、高。记录长a40.00cm,宽b20.00cm,高c9.00cm。
(2)用多用电表粗测废水的电阻值:将水样注满盛水容器,多用电表选择开关旋至“×100”挡,并进行欧姆调零,将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱上,多用电表指针位置如图甲所示,此时读数为 。
(3)精确测量容器中废水的电阻值:将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路若用多用电表测量R3两端的电压,请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。
①将多用电表选择开关转到直流电压2.5V挡,闭合S2后,再闭合S1,记录此时。多用电表的读数为2.10V,计算得到此时流过盛水容器的电流I11.50mA;
②在S1闭合的状态下,断开S2,记录此时多用电表的读数为1.68V,计算得到此时流过盛水容器的电流I2 mA;
③断开S1,根据上述数据,求得容器内废水的电阻值R1600。
(4)由电阻定律,计算该废水样品的电阻率 ·m(结果保留2位有效数字),则该废水 (选填“达标”“不达标”)
4.(2024·广东江门·一模)纯净水的电导率(电阻率的倒数)是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组通过实验检测某品牌的纯净水的电导率是否合格,具体实验步骤如下:
(1)该小组将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器,容器两端用很薄的金属圆片电极密封,金属圆片的电阻不计,容器长度为L。
(1)利用螺旋测微器测量该容器的直径d,如图甲所示,其读数为 mm。
(2)利用如图乙所示的电路测量水样的电导率(水样的电阻约为1000Ω)。实验室提供的器材有干电池2节,滑动变阻器R,开关S和若干导线之外,还提供了如下电表:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为2.5kΩ)
C.电流表(0~3mA,内阻约为40Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为1Ω)
①电压表应选 ,电流表应选 (选填器材的字母序号)。
②请根据图乙在图丙中用黑色笔迹代替导线把实物连接图补画完整。
(3)正确连接电路后,合上开关,调节滑动变阻器,得到多组U和I数据,小明同学作出图像,测得图像的斜率为k。则水样电导率的表达式 (用k,d和L表示)。
(4)水样电导率的测量值 真实值。(填“大于”“小于”或“等于”)
(5)小芳同学由每组U、I数据计算水样的电阻,然后求电导率,最后求电导率平均值,则两种求电导率的方法更合理的是 (选填“小明”或“小芳”)。
5.(2024·广东·一模)管道天然气走进千家万户,当空气中天然气浓度达到5%~15%,就会达到爆炸极限。某同学想自己组装一个天然气浓度测试仪,其中传感器的电阻R,随天然气浓度的变化规律如图甲所示,调试电路如图乙所示。实验室提供的器材有:
A.天然气浓度传感器;
B.直流电源(电动势为8V,内阻不计);
C.电压表(量程为6V,内阻非常大);
D.电阻箱(最大阻值为999.9Ω);
E.定值电阻(阻值为10Ω);
F.定值电阻(阻值为50Ω);
G.单刀双掷开关一个,导线若干。
(1)欲通过电压表示数反映天然气浓度,以判断是否达到爆炸极限,图乙中R应选用定值电阻 (填“”或“”)。
(2)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25.0Ω,然后开关拨至 (填“a”或“b”)端,将此时电压表指针对应的刻度线标记为天然气浓度 %;
②逐步减小电阻箱的阻值,电压表的示数不断 (填“变大”或“变小”),结合甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的天然气浓度;
③将开关向另一端闭合,测试仪即可正常使用。
(3)某同学将调适好的天然气浓度测试仪靠近气体打火机并释放一定的气体,发现电压表读数为2.0V,则测量的天然气浓度 (填“有”或“没有”)达到爆炸极限。
(4)使用一段时间后,由于电源的电动势略微变小,内阻变大,其天然气浓度的测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
6.(2024·广东·二模)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)
7.(2024·广东·二模)某实验兴趣小组,根据以下器材想要精确测量电压表的内阻,其量程为3V,内阻大约为2kΩ,除此以外提供的器材有:
A.电源E(电动势9V,内阻忽略不计)
B.电压表(量程15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(量程0.6A,内阻约为5Ω)
D.滑动变阻器(阻值范围为0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1500Ω)
F.定值电阻
G.定值电阻
H.开关一个,导线若干
(1)实验过程中,为减小实验误差,要求电表示数至少要达到量程的,同时方便电路调节,滑动变阻器应选择 ,实验所需的另一个电表应选择 ,定值电阻应选择 (均选填器材前的字母代号);
(2)请在虚线框内画出实验电路图 ;
(3)将电压表的示数记为,将另一个电表的示数记为,将所选定值电阻的阻值记为R,在获得多组、的值后建立坐标系,绘制图像,拟合得到线性图像的斜率为k,则电压表的内阻 (用k、R)表示。
8.(2024·广东·一模)某同学利用如图甲所示的部分电路测量标识模糊的滑动变阻器的最大阻值。请完成下列相关内容:
(1)连接线路:要求在不拆电路的情况下完成欧姆调零和测量滑动变阻器的最大阻值,则闭合开关S前,a接线柱不能连接到滑动变阻器的__________接线柱。
A.b B.c C.d D.e
(2)欧姆调零:正确连接a与滑动变阻器的接线柱后,先将多用电表的选择开关旋至“”位置,再将滑动变阻器的滑片滑到 (选填“最左端”“最右端”),闭合开关S,旋转多用电表的 (选填“P”“Q”)旋钮,使指针指到 ,完成欧姆调零。
(3)调试:在(2)的基础上,将滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端,观察到多用电表的示数较小,为了得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋至 位置, (选填“需要”“不需要”)再次进行欧姆调零。
(4)测量:在(3)的调试后,进行正确操作和测量,多用电表指针指示如图乙,则滑动变阻器的最大阻值为 。
9.(2024·广东汕头·一模)科技实践小组的同学们应用所学电路知识,对“一抽到底”的纸巾盒进行改装,使纸巾剩余量可视化。
同学们使用的器材有:电源(,内阻不计)、定值电阻、多用电表、铅笔芯如图中AB所示、导线若干、电键开关。
(1)用多用电表测量整一根铅笔芯的电阻,选用“×10”倍率的电阻档测量,发现多用电表指针的偏转角度很大,因此需选择 (选填“×1”或“×100”)倍率的电阻档,并需 (填操作过程)后,再次进行测量,若多用电表的指针如图所示,测量结果为 Ω。
(2)将铅笔芯固定在纸巾盒侧边,截取一段导线固定在挡板C,并保证导线与铅笔芯接触良好且能自由移动,请完成图电路连接。
(3)不计多用电表内阻,多用电表应该把选择开关打在“mA档”,量程为 (选填“2.5”、“25”或“250”)。
(4)将以上装置调试完毕并固定好,便可通过电表读数观察纸巾剩余厚度,设铅笔芯总电阻为R,总长度为L,不计多用电表内阻,则多用电表示数I与纸巾剩余厚度h的关系式为 (用题中物理量符号表达)。依次实验将剩余纸巾厚度和对应电表读数一一记录下来,并进行标识,从而完成“一抽到底”纸巾盒的可视化改装探究。
10.(2024·广东梅州·一模)某物理课外实验小组为了测量某未知电阻的阻值,制定了三种测量方案。
(1)方案一:
a.在进行正确机械调零后,将欧姆挡的选择开关拨至挡,先将红、黑表笔短接,让指针指在 (选填“左侧”或“右侧”)零刻度线上。
b.欧姆表指针如图甲所示,可得未知电阻的阻值约为 。
(2)方案二:
设计了如图乙所示的实验电路,电压表的示数为2.8V,电流表的示数为87.5mA,则由此可得未知电阻的阻值为 。
(3)方案三:
a.如图丙所示,将电阻箱R的阻值调到最大,闭合开关和,调节电阻箱R,使电流表示数为,电阻箱的示数为,其中为保护电阻,阻值未知;
b.开关闭合,断开开关,调节电阻箱R,使电流表示数仍为,读出电阻箱的示数为;
c.则电阻 。
d.由于电流表不是理想电流表,则其内阻对电阻的测量值 (选填“有”或“无”)影响。
11.(2024·广东深圳·一模)某兴趣小组修复一个电流表,实验过程如下:
(1)拆开电流表,取出表头G,发现表头完好无损,用标准电表测出表头G满偏电流为3mA。
(2)测量表头G的内阻:按照如图1所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到 (填“a端”或“b端”),先闭合开关,调节 ,直至表头G指针满偏;再闭合开关,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的一半,此时电阻箱的示数如图2所示,则表头G的内阻为 Ω。
(3)电流表内部电路设计如图3所示,其中,,但已损坏,请根据电流表3A的量程,推算损坏之前 Ω。(结果保留两位有效数字)
(4)选取相应的电阻替换,重新安装好电表。由于步骤(2)测电阻存在一定的误差,则该修复后的电表测量出的电流值比实际值 。(填“偏大”、“偏小”或“准确”)
12.(2024·广东佛山·二模)由于实验室没有提供电流表,某实验小组利用两个电压表测量电阻的阻值.实验小组设计如图1所示的电路图进行实验:
(1)请根据电路图连接图2中的实物图;
(2)闭合开关S前,滑动变阻器的滑片移动到最 端(选填“左”或“右”);
(3)闭合开关S,适当调节滑动变阻器的滑片,记录电压表、的示数、;
(4)重复步骤(3),测量多组和值;
(5)根据测量数据作出的关系图线如图3所示,求得直线的斜率为k,可以得到 .(用斜率k和定值电阻表示)
(6)因电压表、非理想电表,用该方法测得的阻值与其真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”).
13.(2024·广东肇庆·二模)某同学用多用电表粗测金属丝的电阻,他将选择开关拨到“×10”挡测量时发现读数很小,换挡后再测量。
(1)请选出正确的实验操作步骤并排序 (填各实验步骤前的标号)。
A.将选择开关旋转到“×1”挡位置
B.将选择开关旋转到“×100”挡位置
C.将选择开关旋转到“OFF”位置
D.将两表笔接触待测电阻两端,测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触,调节欧姆调零旋钮,使指针指向电阻的零刻度线位置
(2)为精确测量该金属丝的电阻,实验室提供的实验器材有:直流电源(电动势为4V)、电流表A(量程为0~300mA,内阻约为2Ω)、电压表V(量程为0~3V,内阻约为3000Ω)、滑动变阻器R(阻值范围为0~5Ω)、开关、导线若干。电流表要求能从零开始连续测量,某同学设计的电路图如图甲所示,按该电路图进行实验,存在的问题是 (答出一条即可);请在图乙所示的虚线框内画出正确的电路图。
(3)有一灵敏电流表,表头电阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=0.1A,下列说法正确的是 (填正确答案标号)
A.把它改装成量程为0~3V的电压表,需要串联一个阻值为20Ω的电阻
B.把它改装成量程为0~0.5A的电流表,需要并联一个阻值为1Ω的电阻
C.把它改装成量程为0~10V的电压表,测量示数为5V时,流过灵敏电流表的电流为0.05A
D.把它改成量程为0~3A的电流表,测量示数为1.5A时,流过灵敏电流表的电流也为1.5A
14.(2024·广东佛山·一模)某实验小组为了测量某发光二极管的特性曲线,设计了如图所示的电路:从实验室找到了如下器材:锂电池(,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值),保护电阻,电压表(量程内阻很大),电流表(量程,内阻为),电流表(量程,内阻为)。
连接好电路,闭合开关,将滑片从滑动变阻器的一端尽头逐渐滑至另一端的尽头,测得的实验数据如下表
电压
0
0.40
0.75
1.10
1.45
1.75
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
电流
0
0
0.04
0.12
0.18
0.70
0.70
3.84
6.70
12.60
18.51
根据实验数据可知:
(1)滑动变阻器的滑动片置于 (填“a端”或“b端”)时,电压表读数为2.00V。
(2)实验时选用的电流表为 (填“”或“”),选用的保护电阻 (保留三位有效数字)。
(3)根据实验数据描绘出此发光二极管的特性曲线如下图所示。若将该二极管与的定值电阻、内阻不计的锂电池串联成如下图所示的电路,则流经该二极管的电流 。(结果保留一位小数)
15.(2024·广东·一模)一实验兴趣小组找到了一捆较长的镍铬合金线,其横截面积标记为,但是长度标记已经模糊不清,兴趣小组想通过实验测定其具体长度。
可供使用的器材有:
多用电表;
电流表:量程1mA,内阻为1000Ω;
电流表:量程0.6A,内阻很小;
滑动变阻器:最大阻值5Ω;
滑动变阻器:最大阻值20Ω;
电阻箱:最大阻值9999.9Ω;
电源:电动势3V,内阻可不计;
开关、导线若干。
实验步骤如下:
(1)粗测镍铬合金线的阻值
兴趣小组先用多用电表的欧姆挡粗测该捆镍铬合金线的电阻,当选择欧姆×10倍率的电阻挡位测量时,发现指针偏转很大,因此应该换成欧姆 倍率的电阻挡(选填“×1”或“×100”),选择正确挡位后,指针如图(a)所示,读数为 Ω;
(2)精确测量镍铬合金线的阻值
①同学采用的实验电路图如图(b)所示,根据实验需要应选择滑动变阻器 (选填“”或“”),实验开始前,滑片应该置于 端(选填“a”或“b”);
②闭合开关后,调节滑动变阻器,发现电表接近满偏时电表偏转不大,为解决这个问题,同学们决定用表与电阻箱 (选填“串联”或“并联”)代替原来的表,并且把电阻箱阻值调整为2000.0Ω;
③调节滑动变阻器,当电流表读数为0.45A时,电流表读数0.75mA,根据以上数据可以计算出镍铬合金线的电阻为 Ω(保留两位有效数字);
(3)计算镍铬合金线长度兴趣小组还查阅到镍铬合金的电阻率为,结合以上实验数据,可得出这捆镍铬合金线实际长度为 m(保留三位有效数字)。
16.(2024·广东揭阳·二模)为了测定某电池的电动势(约为10V)和内阻(小于5Ω),一个量程为5V的电压表与电阻箱串联,将其量程扩大为15V,然后用伏安法测电池的电动势和内阻,电压表的内阻远大于滑动变阻器的最大电阻,该实验的操作过程如下:
(1)扩大电压表的量程,实验电路如图甲所示。
①把滑动变阻器的滑片移至 (填“a”或“b”)端,把电阻箱的阻值调到零,闭合开关。
②移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为4.8V,保持滑动变阻器滑片的位置不变,把电阻箱的阻值调到适当值,使电压表的示数为 V,若此时电阻箱的示数为R0,则改装后电压表的内阻为 (结果用R0表示)。
(2)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,记录多组电压表的示数U和电流表的示数I,并作出U一I图线如图丙所示,可知电池的电动势为 V,内阻为 Ω。
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